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植物离体器官再生是创建遗传转化受体系统、进行基因功能研究和转基因育种的基础。对参与植物再生过程关键基因的克隆及鉴定,不仅有利于植株高频再生、提高遗传转化效率,对无筛选标记遗传转化系统的建立也具有巨大应用价值。近年来的研究表明,不同生态型拟南芥在植物发育和生理方面例如种子休眠和萌发、植株的形态结构、开花时间、自交不亲和性、对环境信号的响应等呈现多态性。不同生态型拟南芥的离体芽再生能力亦具有不同程度的差异。 本研究以172种拟南芥生态型为材料,以根为外植体,利用经典的离体芽再生体系,筛选每块愈伤组织再生芽数目差异显著的生态型,并对造成其差异的分子机理进行探索。我们筛选出每块愈伤组织再生芽数目差异极显著的两种生态型Col-0和KY,它们的再生芽数目分别为12.0和2.0。KY生态型愈伤组织的起源和形成与Col-0相比并无差异,但在离体芽诱导阶段其愈伤组织过度增殖,暗示其细胞分化发生障碍。对不同浓度梯度的生长素和细胞分裂素响应的实验结果表明,KY生态型愈伤组织对生长素和细胞分裂素超敏感。进一步的实时定量PCR分析发现,与Col-0生态型相比,KY生态型愈伤组织中的PIN1和LBD16表达水平为零,推测这两个基因表达水平的差异可能是导致不同生态型拟南芥芽再生能力差异的关键因素之一。统计学结果表明,每块愈伤组织再生芽数目为数量性状。利用BSA方法筛选出了在5号染色体上与性状连锁的23对分子标记。对F2代植株进行初级定位的结果表明,存在3个与性状相关的QTL,贡献率分别约为21.4%、27.37%和24.22%;精细定位将QTL3定位到23120631和MTI20两分子标记之间286Kb的区间。 综上所述,愈伤组织分化障碍、对激素的超敏感性以及PIN1和LBD16基因的极低水平表达可能是导致KY生态型再生能力低水平的重要原因。通过进一步的QTL精细定位,有望找到调控不同生态型拟南芥离体芽再生数目差异的关键候选基因。