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苹果是世界栽培面积最广树种之一。矮化密植具有早果、丰产、优质、成本低等特点,已成为国内外苹果生产发展的总趋势。但目前在苹果生产中,树体矮化的途径,主要通过选育矮化砧木、短枝型品种以及采用栽培措施来得到致矮目的。利用植物转基因技术,将受不同启动子调控的异戊烯基转移酶基因导入苹果主栽品种,极有希望获得节间缩短、树冠矮小,适于矮化密植的新品种,加快苹果矮化育种的进程。对于苹果来说,建立一套高效基因转化技术体系和平台,将植物基因工程技术更为有效地应用到苹果遗传改良中去,具有重要的理论和现实意义。 本研究以苹果离体叶片为外植体,通过对离体叶片再生条件、抗生素筛选条件和根癌农杆菌介导苹果遗传转化条件的优化,建立了高频再生和转化体系,并将ipt和SSU-ipt基因导入苹果皇家嘎拉中。主要取得以下研究结果: 1.获得高效稳定苹果离体叶片再生体系 细胞分裂素种类对不同基因型苹果离体叶片再生频率影响研究发现,皇家嘎拉用BA效果最好,对富士2001和长富2,细胞分裂素BA、CPPU、TDZ诱导离体叶片分化不定芽的最佳浓度分别为8.0、8.0、1.0~2.0mg/L,其中TDZ效果最佳,CPPU被首次应用与苹果再生试验中,并获得较好再生效率;叶片极性认为,叶片反放再生效率优于正放,同时发现,皇家嘎拉离体叶片中断再生效率最好,而富士2001靠近叶柄端最佳;适宜暗培养时间也因品种不同而有差异,富士暗处理21d、皇家嘎拉14d最为适宜;CH和LH均可促进苹果叶片再生不定芽的形成,但用CH比LH效果要好。AgNO3抑制愈伤组织的形成,有利于试管苗生根,但不利于诱导离体叶片再生不定芽。 2.研究了不同抗生素对不定芽再生的影响,优化确定了选择压 在苹果遗传转化再生试验中,用500~600mg/L Cef和5mg/L Kan,作为脱菌培养和选择培养中的脱菌浓度和选择压;在遗传转化生根试验中,用250~500mg/L Cef和10mg/L Kan进一步筛选转化抗性芽最为适宜。 3.建立了高效转化体系,并将ipt和SSU-ipt基因导入苹果皇家嘎拉中 在本实验条件下,外源基因向苹果皇家嘎拉转移效率明显高于富士2001;琥珀碱型A281介导基因转移能力比章鱼碱型LBA4404明显要高,转移效率二者相差十倍还多。共培养时整叶划痕为最佳切割方式,叶片反放比正放转化效率要高,二者相差接近3倍;延迟3d选择可提高转化效率。同时通过根癌农杆菌介导法,将改变果树农艺性状的SSU-ipt、如亡基因导入苹果皇家嘎拉获得抗性再生植株,通过Kan抗性生物学检测和PCR鉴定抗性芽分化率达到8.9%。