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水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的粮食作物之一。长期以来,稻米一直是我国一半以上人口的主粮。随着生活水平的提高,人们对稻米营养品质的要求也越来越高。其中,微量元素、蛋白质和必需氨基酸是人们主要关注的营养特性。赖氨酸和甲硫氨酸是人和动物必需的两种氨基酸,在人和动物体内不能自身合成,必须从食物中直接摄取。缺乏这两种氨基酸会造成人体代谢紊乱,甚至引发某些生理机能性疾病。但是水稻作为人们的主食,其赖氨酸和甲硫氨酸含量却很低。此外,水稻中微量元素铁的含量也较低,人乳铁蛋白(human lactoferrin,hLF)是一种具有多种生理功能的糖基化蛋白,可以可逆性地结合两个铁离子,hLF具有的生物学功能若能为水稻所利用,则将大大增加稻米内铁的生物有效性。水稻生产需要改善稻米的微量元素、蛋白质和必需氨基酸的含量,才能适应人们的需求变化。利用传统育种手段可以改良水稻的品质农艺性状,但缺点是育种周期长见效慢。实践证明,利用基因工程手段将控制不同农艺性状的多个基因构建在同一载体的同一T-DNA上,导入目标水稻中,可以有效地改善稻米的品质。 在水稻基因工程中,为实现理想的转化效果,必须建立一个稳定、高效、易于再生的受体系统。本文以四个水稻品种为试验材料,研究了影响成熟胚和幼胚培养效果的一些主要因素,并且对成熟胚诱导培养基进行了改良,旨在建立一套稳定、高效的遗传转化体系。并且应用农杆菌介导转化法将构建在同一载体T-DNA上的人乳铁蛋白基因(hLF)、高赖氨酸基因(SB401)和高甲硫氨酸基因(RZ10)转入水稻受体中,研究的结果如下: 1.不同灭菌剂对外植体的灭菌效果不同。单一灭菌剂灭菌效果不如灭菌剂组合对种胚灭菌效果明显,用70%酒精3分钟+10%次氯酸钠10分钟+0.1%升汞15分钟的灭菌剂组合对水稻种胚灭菌效果最好。 2.蔗糖不是培养基唯一碳源,培养基中用麦芽糖和蔗糖各一半混合使用或者单一用蔗糖作为碳源效果都比较好。若考虑到成本问题,则使用蔗糖作为诱导培养基碳源比较合适,但应注意其他糖类对组培的影响。 3.不同琼脂浓度对水稻愈伤组织的诱导效果不同。在诱导培养基中添加8g/L的琼脂粉时出愈率最高,诱导和培养效果最好。