君迁子组织培养再生体系的建立及遗传转化研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lie_luren
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君迁子(Diospyroslotus L)是柿科(Ebenacene)柿属(Diospyros L.)落叶乔木,果实营养丰富且具有极高的药用价值,用种子培育的实生苗是优良的嫁接砧木。近年来,随着全球气温升高、气候变化大及降雨量的不均衡,致使柿属植物对于抗逆性砧木的需求增加,目前,抗逆砧木主要是通过实生繁殖,通过无性繁殖及分子育种途径获得抗逆砧木还在起步阶段。君迁子组织培养中还存在诸多问题,比如:外植体褐化严重、无菌苗叶片生长弱、再生效率差及生根培养效果不佳等关键问题,严重限制了君迁子遗传转化的相关研究。本文通过研究不同消毒方法、基础培养基及植物生长调节剂等对君迁子组培苗生长的影响,成功建立了君迁子组织培养再生体系,在此基础上,进行了遗传转化初步研究,为柿分子育种提供了理论依据。主要结果如下:1.君迁子初代及增殖芽诱导:(1)以君迁子种子为外植体,研究不同消毒方式、种子预处理及培养基配方对种子萌发的影响,结果表明:将君迁子种子在75%乙醇消毒4 min,再用0.1%HgCl2消毒8 min,用无菌水冲洗3-5次,然后把消毒后的种子加无菌水密封在玻璃瓶中,在50℃水浴锅处理4h,接种到1/2MS+1.0mg/LGA3+1.0 g/L活性炭培养基中,在30℃光照培养室培养,种子萌发率为88.05%,污染率为11.67%;将君迁子种子萌发的组培苗接种到1/2MS+2.0 mg/L ZT+2.0 mg/L 2ip+0.05 mg/L IAA培养基中,培养25 d后,组培苗平均苗高为3.4 cm,平均增殖系数为6.5。(2)以君迁子半木质化带芽茎段为外植体,研究不同消毒方式及培养基配方对带芽茎段腋芽诱导的影响,结果表明:将君迁子带芽茎段在75%乙醇消毒25 s,再用0.1%HgCl2消毒25 min,用无菌水冲洗3-5次后接种到1/2MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/LNAA培养基中,腋芽萌发率为67.1%,污染率为11.7%,平均萌发时间为17.2 d;将君迁子带芽茎段诱导的腋芽接种在 1/2MS+2.0 mg/L ZT+2.0 mg/L 2ip+0.05 mg/L IAA 培养基中,腋芽平均高为3.7 cm、增殖系数为7.6。(3)以君迁子带芽茎段和种子为外植体增殖培养的组培苗叶片为外植体,比较两种外植体诱导愈伤组织的效果,结果表明:通过带芽茎段获得的外植体诱导愈伤组织的效果优于种子,带芽茎段培养的组培苗叶片与种子培养的组培苗叶片接种到1/2MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+30 g/L蔗糖培养基中,带芽茎段培养的组培苗叶片愈伤组织诱导率为82.3%,种子培养的组培苗叶片叶片愈伤组织诱导率为70.5%,且带芽茎段诱导的愈伤组织后期再分化不定芽的能力也优于种子。2.君迁子叶片再生体系的建立:以带芽茎段为外植体获得无菌增殖腋芽的叶片为材料,研究不同的蔗糖浓度、植物生长调节剂、暗培养时间等因素对叶片再生培养的影响,结果表明.(1)适宜君迁子叶片愈伤组织诱导的培养基配方为1/2MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+40 g/L 蔗糖,暗培养 48 h 时后继续培养29 d,愈伤诱导率最高可达92.5%;(2)君迁子叶片愈伤组织诱导不定芽的最佳培养基配方为:1/2MS+2.0 mg/L TDZ+0.5 mg/L NAA+2.0 mg/L 2ip+40 g/L 蔗糖,不定芽的诱导率为75.2%,平均不定芽数为7.9个,继续培养25 d后有3-5个不定芽高度可达到3 cm以上;(3)愈伤组织分化不定芽的能力从连续转接第4代开始降低,从第6代开始愈伤组织无法继续诱导不定芽,愈伤组织外侧观察与普通愈伤组织无差别,其切开后内部质地疏松、呈粉末状;(4)将愈伤组织诱导出高度为2-3cm长势健壮的不定芽接种1/2MS+1.0 mg/L IBA+0.5 mg/L NAA培养基中,暗培养5 d,再在光照条件下培养40 d后君迁子的生根率可达70.2%,平均根数为9.6条;(5)将君迁子生根组培苗练苗后移栽到蛭石、珍珠岩、营养土 2:2:1的基质中,覆盖玻璃罩培养25 d后成活率达89.3%。3.君迁子遗传转化初步研究:以君迁子叶片再生体系为基础上,采用农杆菌介导法,研究适合君迁子遗传转化的条件,结果表明:将君迁子愈伤组织在菌液(GENE-Chr2.507)OD600为0.5的农杆菌悬浮液中,侵染10 min,然后在LB+1.0 mg/L ZT+0.5 mg/LNAA培养基中共培养3 d;共培养结束后,把愈伤组织接种到 1/2MS+2.0mg/L 2ip+2.0 mg/L TDZ+0.5 mg/L KT+50 mg/L Kan 培养基中暗培养 7 d,再把愈伤组织接种到 1/2MS+2.0 mg/L 2ip+2.0 mg/L TDZ+0.5 mg/L KT+50 mg/L Kan 培养基中光培养 10 d,最后将 1/2MS+2.0 mg/L 2ip+2.0 mg/L TDZ+0.5 mg/L NAA+50 mg/L Kan培养基中进行不定芽诱导;随机从100个愈伤组织中选择30个,将30个愈伤组织产生的不定芽进行壮苗培养,共获得11个不定芽,通过PCR检测证实后,有3个不定芽呈阳性,初步建立了君迁子遗传转化体系。
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