【摘 要】
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黄瓜(Cucumis sativus L.)是一种栽培范围广泛的重要蔬菜作物,但多种植在设施内,常受到低温、弱光和病虫害等影响,且遗传背景相对比较狭窄,传统育种方法难起作用,因此通过基因工程定向改良黄瓜重要农艺性状具有重要意义。黄瓜是世界公认的低频再生植物,严重制约其转基因技术的发展,急需对原有再生体系进一步优化,以期获得一套对低频再生黄瓜更为高效的离体再生体系。本研究以两种低频再生的白皮黄瓜种质
【基金项目】
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国家重点研发计划项目(编号:2016YFD0101705-6);
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黄瓜(Cucumis sativus L.)是一种栽培范围广泛的重要蔬菜作物,但多种植在设施内,常受到低温、弱光和病虫害等影响,且遗传背景相对比较狭窄,传统育种方法难起作用,因此通过基因工程定向改良黄瓜重要农艺性状具有重要意义。黄瓜是世界公认的低频再生植物,严重制约其转基因技术的发展,急需对原有再生体系进一步优化,以期获得一套对低频再生黄瓜更为高效的离体再生体系。本研究以两种低频再生的白皮黄瓜种质L66和Q24为试材,探讨了影响黄瓜再生频率的不同因素,包括外植体类型、激素配比和预培养处理等,优化了遗传转化体系,并尝试将黄瓜嫩果皮绿色基因APRR2导入白皮黄瓜,取得以下主要成果:1、不同基因型黄瓜再生能力差异显著。在M6培养基(MS+1.0 mg/L ABA+0.5mg/L 6-BA+2.0 mg/L Ag NO3)上,Q24整体具有较高的再生频率,其子叶节的再生频率为54.8%,下胚轴的为50.0%,而L66的再生频率相对较低,子叶节为36.9%,下胚轴为16.7%。而子叶外植体均不能形成不定芽,只能形成愈伤组织,不适合作为外植体。2、激素配比显著影响黄瓜子叶节和下胚轴外植体再生频率。对于Q24来说,其子叶节与下胚轴外植体的最适培养基均为M5:MS+1.0 mg/L ABA+1.0 mg/L 6-BA+2.0 mg/L Ag NO3,再生频率分别可达到60.7%和53.3%;对于L66来说,其子叶节外植体的最适培养基为M1:MS+2.0 mg/L ABA+1.0 mg/L 6-BA+2.0 mg/L Ag NO3,再生频率可达42.9%,下胚轴外植体的最适培养基为M11:MS+0.5 mg/L ABA+0.25mg/L 6-BA+2.0 mg/L Ag NO3,再生频率为26.7%。3、预培养处理可显著提高L66子叶节的再生频率,经过1-3 d预培养,再生频率逐渐增加到32.1%,预培养4 d再生频率开始降低。Q24子叶节经3 d预培养再生频率达到最高,为27.4%,但与对照差异不显著。4、筛选确定了黄瓜子叶节外植体对除草剂草铵膦PPT的耐受性。在黄瓜低频再生体系优化的基础上,以子叶节外植体为试材,筛选了黄瓜对除草剂草铵膦PPT的耐受性,确定两种黄瓜种质遗传转化苗抗性草铵膦PPT筛选压力均为7.5 mg/L。5、优化了农杆菌介导的黄瓜遗传转化体系。两个黄瓜种质L66和Q24在农杆菌侵染浓度OD600为0.8时再生频率达到最高,分别为28.6%和27.0%;但L66和Q24分别在浸染15 min和20 min具有最高再生频率,分别为25.4%和22.2%,但两种处理与对照相比差异不显著。共培养处理对再生频率有显著影响。L66在共培养2 d时再生频率最高,可达27.38%;Q24在经过1 d共培养即可达到最高再生频率,为28.57%。6、遗传转化获得白皮黄瓜转APRR2的PCR阳性株。在优化再生体系和遗传转化体系的基础上,将黄瓜嫩果皮绿色基因APRR2导入白皮黄瓜,在1280个外植体中,经两轮筛选后仅得到Q24除草剂抗性植株8株,PCR检测有1株为阳性,初步计算其阳性率为0.8‰。
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