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谷子（Setaria italica L.Beauv）属于禾本科、狗尾草属,是一种粮草兼用作物,也是一种新兴的C4禾谷类研究的模式植物。但谷子遗传转化效率较低,极大限制了其在功能基因组学研究和品种遗传改良中的应用。本文筛选了高效离体再生的谷子基因型并优化了培养基,进行了茎尖直接再生体系的初探,建立了谷子高效稳定的农杆菌遗传转化体系,为谷子基因功能研究和分子改良奠定了基础。1.谷子成熟胚离体再生体系的建立对90份谷子种质资源的成熟胚进行离体再生培养,发现不同基因型谷子出愈率、芽分化率和再生率差异较大,出愈率在17.67-93.67%之间,芽分化率在0-78.89%之间,再生率在0-40%之间,从中筛选出3份高效离体再生种质资源,分别为Y41、Y176和Y145,这3份资源最佳的愈伤诱导培养基配方为4.43 g/L MS,30 g/L蔗糖,4 g/L Phytagel,2 mg/L 2,4-D和0.5 mg/L KT。2.谷子茎尖再生体系的初探以xiaomi、晋谷21和110-8等3份谷子种质资源为材料进行茎尖直接再生,探索高效再生的另一新方法,最终获得了大量植株,它们茎尖诱导率分别为53.60%、61.60%和63.20%,芽诱导率分别为64.91%、55.20%和63.20%,再生率分别为29.60%、36.00%和40.80%。3.农杆菌介导的xiaomi遗传转化体系的建立以超短生育期模式谷子xiaomi的成熟胚作为愈伤组织诱导的起始外植体,建立了农杆菌介导的高效稳定的遗传转化体系。该体系从愈伤诱导至获得转基因种子仅需4-5个月。分别以新霉素磷酸转移酶NPTII基因和潮霉素磷酸转移酶HPT基因作为选择标记基因,进行遗传转化。共获得了158株转基因植株,其中以NPTII用作选择标记时,获得了115株,转化效率为8.05-38.75%,平均为22.65%;以HPT用作选择标记时,共获得了43株转基因植株,转化效率显著降低,为3.08-16.67%,平均为8.18%。这表明,NPTII标记基因更适合谷子的遗传转化。4.农杆菌介导的Si9G328000基因的遗传转化为了解析Si9G328000基因的功能并进一步验证建立的遗传转化体系的有效性,我们将其转化到筛选出的高效谷子品种Y176和Y41中。最终共获得18株转基因植株,其中8株为Y176,有6株由农杆菌LBA4404侵染得到,转化效率为2.75%,2株为AGL1侵染得到,转化效率为1.77%;其余10株为Y41,全是AGL1侵染得到,转化效率最高,为4.72%。因此,用AGL1侵染Y41谷子为最佳组合而且获得的转基因植株可用于相关的后续研究。