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大豆是世界上重要的油料作物以及植物蛋白来源之一,因此大豆生物技术育种具有重要的意义。虽然已经有大豆下胚轴再生植株的很多报道,但再生率还不高,由此制约了相关技术的有效应用。本研究以成熟大豆种子为材料,对基因型、小苗萌发天数、萌发培养基、下胚轴外植体不定芽诱导培养基、外植体预处理等进行了比较系统的实验探讨,得到了一些有用的结果。
作为出发材料的大豆种子经消毒后在添加BA2mg/L的MB培养基中培养4~7d得到无菌小苗,切取下胚轴作为外植体。将外植体转入不定芽再生培养基中培养,至芽伸长到3~4 cm,转至含有IBA0.5 mg/L的MB培养基上进行生根培养,炼苗并移栽到温室。实验选用了华夏1号、华夏3号、桂夏豆2号、华春1号、华春3号共5个大豆品种,结果表明,不同品种间在不定芽再生能力方面存在着统计学上极显著的差异,其中华春3号、桂夏豆2号的再生能力最高,而华夏1号再生能力最低。后续实验以华春3号为材料,经比较确定了诱导不定芽再生的最佳条件为MB+BA2 mg/L+2%蔗糖,种子萌发培养5d后切取下胚轴竖插到不添加细胞分裂素的培养基上得到再生不定芽。切取3~4 cm长的不定芽进行诱导生根的培养,经实验比较确定了合适的生根培养基为MB+IBA2mg/L+3%蔗糖。
为了从根本上提高下胚轴不定芽再生效率,建立相对有利于作为转基因受体材料方便转化筛选的组培体系,本研究尝试了全新的策略,设计了一个全新的实验系统,对系统中两个关键因子等进行了多个水平的实验比较。结果表明,下胚轴外植体在这个新系统中能够实现不定芽率的大幅度提高,此外,每个外植体再生的不定芽的数量也有显著的增加,部分外植体能够再生4~5个芽,芽的质量也显著更好,大部分芽在切离母体后能够正常伸长并生根。