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甜高粱遗传背景对其再生能力的影响及再生体系的建立

作　者: 赵利铭
导　师: 宋松泉；景海春
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 细胞分子生物学
关键词: 甜高粱分子标记遗传多样性基因型外植体组织培养愈伤诱导植株再生
分类号: S566.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

高粱是全球仅次于小麦、水稻、玉米、大豆、马铃薯的第六大重要作物,是粮食、饲料和酿酒业原料的重要来源,尤其对亚洲和非洲干旱区的发展中国家起着重要作用。甜高粱是高粱的一个变种,因其茎杆的含糖量高而得名。利用转基因技术改良甜高粱品种已引起广泛关注。而植物转基因技术通常依赖于植物快捷、高频再生体系的建立。高粱是目前公认的较难进行遗传转化的作物之一。由于高频再生和高效的转化体系较难建立,因此其遗传转化工作进展很慢。而一个高效率的再生体系的建立是遗传转化体系的关键之一。本文以测序高粱BTx623和M-81E、原甜、考利、意大利、凯勒等几个不同起源的甜高粱品种为材料,对其遗传背景进行分析,探讨不同基因型的再生效率。然后再挑选5个甜高粱品种,探索其再生体系的建立。得到如下结果:(1)用10个SSR和18个STS分子标记对BT×623、Ji2731、意大利、凯勒、M-81E、原甜、俄甜、丽欧和考利、雷伊10个品种的的遗传差异进行比较,统计分析发现意大利与雷伊,丽欧亲缘关系较近。M-81E、考利、俄甜亲缘关系较近,原甜,凯勒关系较远。所以挑选意大利、M-81E、考利、凯勒、原甜5个基因型,探讨甜高粱基因型与愈伤组织诱导的差异。(2)以萌发的成熟种子为外植体,探索不同基因型愈伤组织诱导再生的能力。结果表明,凯勒与意大利的愈伤组织诱导率较低,且愈伤组织不易分化。M-81E则易于愈伤组织的诱导,且愈伤组织可以分化成苗。(3)分别以M-81E的种子、幼胚、幼穗为外植体,并设计正交实验对萌发种子的愈伤组织诱导和胚性愈伤组织的形成进行优化,在MS培养基上添加4 mg l–1 2, 4-D, 0.2 mg l–1 KT,45 g l–1蔗糖和1.2 g l–1琼脂,得到了胚性愈伤高达74%的愈伤诱导培养基。并且优化了愈伤组织分化培养基,在愈伤组织分化培养基R2上分化效率达到了38%。以未成熟胚为外植体,在幼胚愈伤组织诱导培养基上诱愈率可以达到90%,其中胚性愈伤的诱导率达到73%,在幼胚愈伤组织分化培养基上,其再生效率可以达到50%;以幼穗为外植体,利用不同配方的植物激素对其愈伤组织诱导发现在幼穗诱导愈伤组织培养基Y3上,其愈伤组织诱导率最高的为71%,愈伤分化效率最高达到了92%。我们的结果表明:不同基因型的甜高粱愈伤组织的诱导效率是不同的,愈伤组织的再生能力也不同。以同一品种的不同来源的组织,愈伤组织的诱导效率与分化效率都是不一样的,其中幼穗的分化效率最高,可以作为遗传转化的材料。但是因其材料取材的限制,可以参考成熟种子和幼胚作为外植体,进行遗传转化。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
缩略词  10-11
1 引言  11-24
  1.1 甜高粱的概述  11-14
  1.2 甜高粱遗传多样性的研究进展  14-18
    1.2.1 遗传多样性的概念及其研究方法  15-16
    1.2.2 分子标记的种类  16-17
    1.2.3 甜高粱分子标记的研究进展  17-18
    1.2.4 基因型对植株再生能力的影响  18
  1.3 甜高粱组织培养的研究进展  18-22
    1.3.1 高粱组织培养中不同外植体的选择  19-21
    1.3.2 植物激素及其在组织培养中的作用  21-22
  1.4 研究的目的意义  22-24
2 研究内容一：甜高粱遗传背景多样性分析  24-34
  2.1 实验材料  24
  2.2 实验方法  24-30
    2.2.1 引物设计  24-25
    2.2.2 基因组DNA 提取  25-26
    2.2.3 PCR 检测  26-30
  2.3 结果与分析  30-32
    2.3.1 SSR 分子标记结果  30
    2.3.2 针对特定序列合成的引物标记检测结果  30-31
    2.3.3 分析与讨论  31-32
  2.4 小结  32-34
3 研究内容二：不同甜高粱品种的再生能力比较  34-41
  3.1 实验材料  34
    3.1.1 甜高粱成熟种子  34
  3.2 实验方法  34-35
    3.2.1 外植体的消毒处理及接种  34
    3.2.2 培养基  34-35
    3.2.3 培养条件  35
    3.2.4 统计方法  35
  3.3 组织切片的观察  35-36
  3.4 实验结果  36-39
    3.4.1 不同品种外植体愈伤组织诱导情况  36-37
    3.4.2 不同品种外植体愈伤分化情况  37-38
    3.4.3 愈伤组织切片观察  38-39
  3.5 讨论  39-40
  3.6 小结  40-41
4 研究内容三：甜高粱再生体系的建立  41-52
  4.1 实验材料  41
    4.1.1 甜高粱成熟种子  41
    4.1.2 幼穗作为外植体  41
    4.1.3 幼胚作为外植体  41
  4.2 实验方法  41-44
    4.2.1 培养基  41-43
    4.2.2 培养条件  43-44
    4.2.3 实验数据统计  44
  4.3 实验结果  44-49
    4.3.1 愈伤组织诱导培养  44-47
    4.3.2 愈伤组织诱导分化与植株再生  47-49
  4.4 讨论  49-51
    4.4.1 不同的激素对愈伤组织及再生的影响  49-50
    4.4.2 培养基添加物对愈伤组织诱导与分化的影响  50
    4.4.3 不同外植体对愈伤组织诱导与植株再生的影响  50-51
  4.5 小结  51-52
5 结论  52-54
参考文献  54-60
附录1 MS 培养基配方  60-61
附录2 组织切片制作方法  61-62
附录3 愈伤组织诱导与再生  62-63
致谢  63

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内容摘要

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