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麻疯树(Jatropha curcas L.)为大戟科(Euphorbiaceae)麻疯树属(Jatropha)落叶灌木或小乔木,原产热带美洲,现广泛分布在亚洲、非洲等热带与亚热带地区。近年来,麻疯树作为生物柴油树种,以适应性强、生长快、易繁殖、高含油率、成熟期短和树体矮,方便收集种子的树形等诸多优势引起世界多国的关注。然而由于当前造林大多依赖于野生种质,缺乏良种,导致其种子及种子油产量不稳定,经济回报率低。麻疯树的遗传改良已经成为一个迫切需要解决的问题。
针对多数麻疯树品种耐寒性差,含油量不能满足生产需要及油脂加工效益较低的实际问题,为配合高含油量及抗寒育种工作的开展,本研究对麻疯树种子含油量相关基因和拟南芥转录因子CBF1进行了克隆和载体构建,并对麻疯树转化体系和方法进行初步探索,主要研究内容及结果如下:
1.从拟南芥中克隆了AtCBF1,构建了35S组成型和rd29A诱导型两种启动子启动的带蛋白标签的植物表达载体。从麻疯树成熟叶片中提取了高质量的RNA,以cDNA为模板克隆了JcDGAT,构建了35S组成型启动子启动的带蛋白标签的植物表达载体。对JcDGAT全长DNA序列进行了测序和生物信息学分析,构建了35S组成型启动子启动的带蛋白标签,含第一内含子的JcDGAT-inl植物表达载体。
2.以一年生麻疯树叶片为外植体,进行了愈伤组织诱导,叶片对MS+IBA l.0mg·L-1+6-BA 0.5 mg·L-1+TDZ 0.5 mg·L-l有100%响应,而且愈伤生长速度快,质地均匀,不易褐化。研究了6-BA、GA3、IBA、干燥处理等因素对麻疯树叶片愈伤组织分化的影响,结果表明,叶片愈伤在MS+IBA 0.5 mg·L-16-BA 0.5 mg-L-1+GA3 0.25mg·L-1上分化率最高,为75.8%,平均每块愈伤上有2.6个分化芽。研究了不同激素组合对麻疯树不定芽增殖的影响,最佳增殖培养基为MS+6-BA l.0 mg·L-1+KT 0.1mg·L-1+GA3 0.5 mg·L-1,增殖系数为2.0。
3.研究了麻疯树叶片和愈伤组织对潮霉素的敏感程度,结果表明,愈伤组织比叶片对潮霉素更敏感,愈伤组织完全褐化死亡浓度为5mg·L-1,而叶片为10 mg·L-1。以农杆菌LBA4404为侵染菌株,对麻疯树叶片进行遗传转化,获得了一系列抗性愈伤,并进行了初步的验证。