【摘 要】
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高粱（Sorghum bicolor（L.））是世界上主要的旱粮作物,也是全球5亿多人口的主要粮食,高粱的用途有食用、酿酒和饲用。在中国目前高粱多用于饲用,育种主要目标是追求饲用高粱品质,但远缘杂交不亲和、耗时长等问题是高粱育种需要面临和解决的问题。相较于其他作物,高粱较难建立高效的组织培养和转化体系,因此在遗传转化方面的研究工作进展较缓慢。目前,国内外最常用的作物遗传转化方法有基因枪和农杆菌介导
【基金项目】
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国家自然科学基金（项目编号:31671753）； 安徽省高校优秀青年人才支持计划重点项目（项目编号:gxyqZD2016-217）； 安徽省草学重点学科（项目编号:皖教科秘[2014]28）；
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高粱（Sorghum bicolor（L.））是世界上主要的旱粮作物,也是全球5亿多人口的主要粮食,高粱的用途有食用、酿酒和饲用。在中国目前高粱多用于饲用,育种主要目标是追求饲用高粱品质,但远缘杂交不亲和、耗时长等问题是高粱育种需要面临和解决的问题。相较于其他作物,高粱较难建立高效的组织培养和转化体系,因此在遗传转化方面的研究工作进展较缓慢。目前,国内外最常用的作物遗传转化方法有基因枪和农杆菌介导法。基因枪法在高粱的遗传转化中研究较多,农杆菌介导法研究较少。另外,国内外高粱遗传转化研究主要以幼胚为外植体,但幼胚取材受时间、地域限制,不能保证外植体的连续供应,且幼胚接种时操作费力、费时。因此建立高粱成熟种子的农杆菌转基因体系对高粱遗传育种具有重要意义。本研究前期从120个高粱品系中筛选出的一个高粱品系32号进行高粱组织培养体系的优化和农杆菌转基因体系的构建。比较了常温和冷冻处理对高粱成熟种子愈伤诱导率的影响。结果表明,冷冻处理能够显著增强愈伤诱导率,愈伤诱导率为85.07%。为了明确硫辛酸对诱导率的影响,比较了 5种硫辛酸浓度下高粱成熟种子愈伤诱导率。这5种硫辛酸浓度下愈伤诱导率和褐化率差异显著,发芽率差异不显著,其中1.5 mg/L诱导率最高,褐化率最低。进一步比较了 5种不同CuSO4浓度愈伤诱导率的影响,CuSO4浓度为8.5 μmol/L时能够显著增强愈伤诱导率为83.17%。继代培养15 d后,将去芽的愈伤接到3种2,4-D浓度的继代培养基中,愈伤诱导率差异不显著。研究表明,硫辛酸能显著提高愈伤的分化率。本研究比较了4种硫辛酸浓度对分化率的影响,这4种硫辛酸浓度下分化率差异显著,其中硫辛酸浓度为2 mg/L时分化率最高。将再生苗转移到2种MS浓度的生根培养基上,1/2MS生根速度快于MS生根培养基,而且长势也好。在此研究基础上,对高粱32号品系进行了农杆菌转基因体系的构建。比较了5种Silwet-77浓度对转化率的影响,Silwet-77浓度为0.005%时转化效率显著高于其他4个处理。进一步比较了5种乙酰丁香酮在共培养时对转化率的影响,结果表明这5种浓度下差异显著,当乙酰丁香酮浓度为50μmol/L转化率最高。相关研究表明,合适的半胱氨酸浓度能够显著提高转化率。本研究比较了5种半胱氨酸浓度对转化率的影响。结果表明,半胱氨酸的浓度为100μmol/L时的转化率显著高于其它4个浓度。同时,比较了5种半胱氨酸浓度对分化的影响,这5种浓度下分化率差异显著,其中半胱氨酸浓度为100 μml/L时分化率最高。对获得转入PBI121载体的T0代植株进行PCR检测和GUS基因的组织化学检测。结果表明,PBI121载体上的GUS基因被成功转入再生植株中,且能在转基因植株中正常表达。本试验为高粱的转基因育种和基因功能研究奠定了良好的基础。
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