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花生(ArachishypogaeaL.)是我国重要的油料作物和经济作物之一,但由于花生遗传基础狭窄、抗逆性差,易感多种病虫害,尤其是褐斑病、黑斑病、网纹斑病等真菌性病害,严重影响其产量和质量。本论文以广谱抗真菌性的几丁质酶基因为目的基因进行了花生遗传转化研究。首先以花生幼叶为外植体,建立了高频率植株再生体系;以此体系为培养基础对农杆菌介导的遗传转化条件进行了研究,并获得了转基因植株。结果如下:
1.以花生品种花育20和白沙1016成熟种子萌发5-7d的幼叶为外植体,对不定芽诱导和体细胞胚胎发生及其植株再生条件进行了研究。结果表明:(1)不定芽诱导及植株再生试验中,MSB5+1mg/LNAA+6mg/LBAP最有利于不定芽的诱导,花育20和白沙1016不定芽诱导率分别达到87.5%和91.7%;当转移到MSB5+4.0mg/LBAP培养基上培养,能促使芽伸长,并获得了较高植株再生频率;在添加0.5mg/LNAA的培养基上生根效果较好。(2)体细胞胚胎发生及植株再生试验中,花育20在添加10mg/L2,4-D培养基上体细胞胚诱导率最高,为70.8%,白沙1016在添加15mg/L2,4-D培养基上诱导率最高,达到85.0%;MSB5+4.0mg/LBAP有利于促进体细胞胚萌发和植株再生。
2.以花育20和白沙1016幼叶为受体材料,对农杆菌介导的花生遗传转化条件进行了研究。农杆菌菌株为GV3101,质粒为双元表达载体pCH5B1300,以Km作为抗性筛选标记,T-DNA区有几丁质酶基因。首先进行了不同Km浓度(0,50,75,100mg/L)抑制外植体形成不定芽的试验,结果表明75mg/L能完全抑制不定芽的形成。因此,确定Km筛选压为75mg/L。研究了不同预培养时间(0,1,2,3d)、侵染时间(5,10,15,20min)、共培养时间(2,3,4,5d)对遗传转化的影响,结果表明,外植体经过预培养2d,在农杆菌中侵染15min,共培养3d,为适宜的遗传转化条件。当转移到MSB5+1mg/LNAA+6mg/LBAP+75mg/LKm的不定芽诱导培养基上培养,抗性芽诱导率最高。
3.将抗性芽转移到MSB5+4.0mg/LBAP+75mg/LKm的培养基上培养,促使芽伸长,长成小苗。对抗性植株进行PCR检测,扩增出了与目的基因大小相同的条带,表明几丁质酶基因已转入花生。