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小油桐(Jatropha curcas L.)属大戟科(Euphorhiaceae)麻疯树属(Jatropha)落叶灌木或小乔木,目前因其种子含油量较高而备受关注。本实验以小油桐为研究对象,建立了高效的组织培养再生体系,并在此基础上建立了农杆菌介导小油桐遗传转化体系,优化了遗传转化技术参数,将细胞分裂素合成限速酶——异戊烯基转移酶基因(ipt)导入小油桐基因组中,并对转基因小油桐植株的生理特性进行检测,初步筛选出抗寒性增强的小油桐植株。其主要研究内容如下:1.小油桐高效组织培养再生体系的建立本研究在MS+6-BA1.0mg·L-1培养基上培养小油桐无菌苗,以苗龄12d的无菌苗子叶为外植体,MS+6-BA 3.0mg·L-1+IBA 0.2mg·L-1为愈伤组织和再生芽最佳诱导培养基,愈伤组织诱导率为100%,再生芽诱导率为95.8%;以苗龄30d无菌苗的真叶为外植体,MS+6-BA1.0mg·L-1+IBA 0.5mg·L-1为小油桐真叶最佳诱导培养基,愈伤组织诱导率为100%,再生芽诱导率为85.0%;以苗龄30d的无菌苗真叶柄为外植体,MS+6-BA1.0 mg·L-1+IBA0.2 mg·L-1对小油桐真叶柄的愈伤组织诱导率为100%,再生芽诱导率为100%;不定芽增殖和壮苗培养以MS+6-BA 1.0mg·L-1为最佳,不定芽增殖倍数为2.9。最佳生根培养基为1/2MS+IBA0.5mg·L-1,生根率为82.4%。移栽基质为泥土:珍珠岩=2:1中,成活率为80%。2.农杆菌介导小油桐子叶遗传转化以小油桐子叶为受体的根癌农杆菌遗传转化研究体系:确定分化时Kan的有效筛选浓度为30 mg·L-1,生根时Kan的有效筛选浓度为10 mg·L-1;确定头孢霉素(Cef)浓度为150mg·L-1。详细探讨了外植体预培养时间、浸染菌液浓度、浸染时间、共培养时间等影响因素对转化效率的影响。结果表明,以小油桐种子在MS+6-BA 1.0 mg·L-1萌发12d的无菌苗子叶为外植体,接入MS+6-BA3.0 mg·L-1+IBA0.2mg·L-1中,25℃暗箱中预培养2d,OD600值0.6-0.8菌液浸染10min,无菌纸吸去多余菌液后接入MS+6-BA 3.0mg·L-1+IBA 0.2mg·L-1培养基,暗箱共培养3d,MS+6-BA3.0 mg·L-1+IBA0.2mg·L-1Kan 30 mg·L-1+Cef 150 mg·L-1脱菌和筛选培养。GUS染色和PCR检测初步证明ipt基因已整合到小油桐基因组中。3.转ipt基因小油桐生理生化研究本研究将转基因小油桐与对照于4℃处理72h,分析测定了低温处理前后转基因小油桐的生理特性。结果表明:低温处理前,目的基因的导入对小油桐叶片的主要生理指标影响不大,但低温处理后,转基因小油桐叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量较对照高,POD活性降低速率低于对照,这些生理特性表明ipt基因的表达有利于小油桐抵抗低温不良环境。