高溫培養(yǎng)建立水稻幼胚再生體系及利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)將Waxy-Gt1融合基因?qū)胨?pdf

1、經(jīng)過多年不斷發(fā)展，組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)成為生物科學(xué)研究的有力工具。根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化是水稻轉(zhuǎn)基因的首選方法，也是水稻遺傳改良的有效手段。水稻的組織培養(yǎng)和根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化是水稻基因工程技術(shù)和分子生物學(xué)研究的重要基礎(chǔ)工作，多年來已經(jīng)取得了很多經(jīng)驗(yàn)和成就。本文對(duì)水稻組織培養(yǎng)和根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的水稻轉(zhuǎn)基因研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，包括影響水稻組織培養(yǎng)和農(nóng)桿菌介導(dǎo)遺傳轉(zhuǎn)化的各種因素，農(nóng)桿菌介導(dǎo)的水稻遺傳轉(zhuǎn)化的原理、優(yōu)點(diǎn)，存在的問題及展望等。

2、 水稻再生體系的建立與優(yōu)化對(duì)于利用基因工程技術(shù)改良水稻品質(zhì)以及水稻分子生物學(xué)研究都具有非常重要的意義。為了探索水稻是否能夠在較高溫度環(huán)境中誘導(dǎo)和培養(yǎng)愈傷組織以及建立高產(chǎn)水稻超2-10品系的高效再生體系，本研究以超2-10水稻幼胚為外植體，設(shè)置了4個(gè)溫度環(huán)境：26℃、36℃、38℃和40℃進(jìn)行愈傷組織的誘導(dǎo)和繼代培養(yǎng)，并完成整個(gè)再生過程。結(jié)果顯示，超2－10水稻幼胚在26℃、36℃、38℃和40℃環(huán)境中都能夠成功誘導(dǎo)愈傷組織，誘導(dǎo)率都

3、達(dá)到90％以上，統(tǒng)計(jì)分析顯示4種溫度條件下幼胚愈傷組織誘導(dǎo)率無顯著差異；26℃和36℃環(huán)境誘導(dǎo)和繼代培養(yǎng)的愈傷組織都能夠正常生長、分化和再生，而38℃和40℃環(huán)境誘導(dǎo)和繼代培養(yǎng)的愈傷組織能夠生長，但分化和再生都受到影響；盡管36℃環(huán)境生長的愈傷組織在繼代培養(yǎng)中重量增幅明顯低于26℃繼代培養(yǎng)的愈傷組織，但是，36℃誘導(dǎo)和繼代培養(yǎng)的愈傷組織再生率明顯高于26℃環(huán)境培養(yǎng)的愈傷組織，再生率提高40.81％。開展本研究為今后建立高產(chǎn)水稻超2-10

4、品系的高效遺傳轉(zhuǎn)化體系研究奠定了基礎(chǔ)。 為了探索是否能夠通過提高愈傷組織抗性篩選溫度抑制農(nóng)桿菌的生長，本文進(jìn)行了如下兩方面的研究。先設(shè)計(jì)26℃、30℃、34℃、36℃、38℃、40℃ 6個(gè)溫度對(duì)根癌農(nóng)桿菌進(jìn)行定量培養(yǎng)，確定農(nóng)桿菌無法生長的溫度。結(jié)果顯示，根癌農(nóng)桿菌在38℃和40℃條件下都無法生長；二是將水稻幼胚經(jīng)26℃誘導(dǎo)獲得的愈傷組織分別放置在農(nóng)桿菌不能耐受的38℃和40℃2個(gè)不同溫度環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，并設(shè)計(jì)了7天、14天、21

5、天和28天不同的培養(yǎng)時(shí)間，同時(shí)以26℃常規(guī)培養(yǎng)溫度作為對(duì)照，分析在較高溫度條件下培養(yǎng)對(duì)水稻愈傷組織再生的影響。結(jié)果顯示，水稻幼胚誘導(dǎo)的愈傷組織經(jīng)過38℃所有時(shí)間及40℃部分時(shí)間(7天、14天)下模擬抗性篩選培養(yǎng)，仍然能夠正常生長，而且經(jīng)38℃14天繼代培養(yǎng)的愈傷組織植株再生率比26℃常規(guī)培養(yǎng)提高63.17％，統(tǒng)計(jì)分析兩者達(dá)顯著差異。由本試驗(yàn)結(jié)果我們認(rèn)為，從理論上分析，在農(nóng)桿菌介導(dǎo)進(jìn)行水稻遺傳轉(zhuǎn)化操作中，采用高溫培養(yǎng)愈傷組織抑制農(nóng)桿菌生長

6、實(shí)現(xiàn)少加或不加抗生素的設(shè)想是可行的。 提高稻米營養(yǎng)成分含量對(duì)于增強(qiáng)我國民眾身體健康具有重要意義。蛋白質(zhì)含量是評(píng)價(jià)稻米營養(yǎng)品質(zhì)最重要的指標(biāo)之一。為了提高水稻胚乳中心蛋白質(zhì)的含量，改善水稻營養(yǎng)品質(zhì)，本試驗(yàn)利用根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化方法將實(shí)驗(yàn)室已構(gòu)建Waxy-Gtl融合基因?qū)敫弋a(chǎn)品種超2-10水稻中，轉(zhuǎn)基因水稻再生率為37.26％，得到125棵轉(zhuǎn)基因植株。開展本研究為今后篩選外源基因在水稻胚乳中心高效表達(dá)從而使蛋白含量顯著提高的水稻后