论文部分内容阅读
姜黄属(Curcuma Linn.)植物具有重要的经济价值,是一个集药用、观赏、香料、染料、调味品、化妆品、杀菌剂及化学试剂等用途于一体的特异种质资源宝库。本研究选取5种姜黄属花卉资源:郁金(Curcuma aromatica)、姜黄(Curcuma longa)、广西莪术(Curcuma kwangsiensis)、南昆山莪术(Curcumanankunshanensis)和所罗门姜黄(Curcuma soloensis)为试验材料,研究了植物生长调节剂等因素对姜黄属组织培养和离体再生的影响,首先建立了不定芽直接再生体系,为花卉种苗的快速繁殖提供了一条有效途径;此外,还建立了通过愈伤途径的植株再生体系,此项工作为进行农杆菌介导的遗传转化或基因枪法遗传转化研究奠定了基础;本试验还进行了姜黄属植物的花粉管通道介导的转基因技术研究,成功地将gus和hpt报告基因转入了所罗门姜黄,获得了转基因株系,这项工作填补了国内在姜科转基因研究领域的空白,为将来进行基因的表达和功能研究以及运用转基因技术定向改造其园艺性状奠定了基础。
主要研究结果如下:
1.不定芽直接再生体系的建立
以5种姜黄属植物的根状茎上的腋芽为外植体诱导出了丛生芽,从而建立起5种植物的不定芽直接再生体系。通过比较不同植物生长调节剂种类和浓度对不定芽的诱导和增殖的影响,筛选出了最佳培养基和激素组合。结果表明,5种供试材料均有较强的不定芽再生能力,种的差别不是影响再生的关键因子:培养基中的植物生长调节剂是影响不定芽再生的重要因素,BA和TDZ能够诱导腋芽萌发和不定芽的产生,不定芽增殖继代的适宜培养基是MS+TDZ0.3-0.5mg·L-1,不定芽的增殖倍数达到9.1-18.7;试管苗的生根不需使用额外的生根培养基,TDZ不仅可以诱导不定芽的增殖,还可以同时诱导不定根的形成,生根率100%;当试管苗长至5cm可出瓶移栽,试管苗成活率达95%以上。
2.愈伤途径再生体系的建立
本属植物可以用于诱导愈伤的外植体来源有限,以所罗门姜黄的叶片、花序轴、根、种子等组织或器官为外植体均未能诱导出愈伤组织,茎尖和花能够诱导出少量愈伤,但愈伤生长缓慢;当以组培芽/苗的芽/苗基为外植体时,大部分的芽基成功诱导出了愈伤组织。诱导愈伤组织的培养基以MS+TDZ0.5 mg·L-1+BA0.5 mg·L-1+2,4-D0.3 mg·L-1为宜,愈伤组织再分化和植株再生的合适培养基是MS+TDZ0.5 mg·L-l+BA2.0 mg·L-l+NAA0.2 mg·L-1。将所罗门姜黄再生体系的培养基配方用于其它4种姜黄属植物的愈伤诱导时,发现这几种姜黄属植物也能够以芽基为外植体成功诱导出愈伤组织,愈伤同样能够再分化成芽,进而发育成完整植株。
3.花粉管通道介导的转基因研究
在所罗门姜黄的花期,用微量注射器将质粒p1301-35S溶液注射入柱头,果实成熟时收获种子,种子萌发后,通过潮霉素抗性筛选、GUS组织化学染色、PCR检测等方法筛选阳性株系,证实gus和hpt报告基因已导入所罗门姜黄。试验对转化条件进行了优化,统计转化率,结果显示:在所罗门姜黄的花期进行遗传转化,适宜的转化时间是授粉后2-4小时,转化率为5.3-26.3%,平均转化率为7.7%:其中以8月的处理结实最快,结实率最高;转化率则是9月的处理最高。