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西瓜、甜瓜遗传转化体系的建立及转基因植株的抗病性分析

【摘要】: 植物真菌病害一直是影响农作物产量,降低农作物品质的主要原因,西瓜[Citrullus lanatus(Thunb.)Mantsum.et Nakai]和甜瓜(Cucumis melon Linn.)是经济价值很高的水果,其栽培面积和产量我国在世界上均占首位,但其病害种类繁多,尤其以真菌性病害最为严重,是瓜类生产中存在的主要问题。在植物抗病基因工程中,通过将抗真菌蛋白基因转入植物来提高农作物对真菌病害的抵抗能力已成为一种直接有效的方法,虽然植物抗病基因工程在一些重要农作物改良中取得了一定进展,但是由于瓜类遗传基础狭窄、抗病种质资源缺乏、抗病遗传规律的复杂性和西瓜、甜瓜存在组培再生困难、试管苗移栽成活率低和遗传转化体系较难优化等问题,使基因工程在瓜类作物的抗病遗传育种应用受到限制,因而这方面的应用研究起步较慢。 我们系统研究了西瓜、甜瓜组织培养体系,优化了农杆菌介导的西瓜、甜瓜遗传转化体系.构建了含有烟草的几丁质酶基因(CHI )和烟草β-1,3-葡聚糖酶基因(GLU )和小麦的硫堇蛋白基因(THI)的三价抗真菌融合基因植物表达载体转化西瓜、甜瓜,成功地获得了9株转基因甜瓜和7株转基因甜瓜株系,并进行了相关分子生物学鉴定,期望从中筛选出抗病性增强的品种来为常规育种提供材料,以求在生产上达到提高瓜类对真菌病害的抵抗能力。主要实验结果如下: 1建立了高效西瓜、甜瓜组织培养体系 ①茎尖与子叶切块可诱导分化不定芽,愈伤组织也可诱导不定芽分化,但频率很低,真叶、下胚轴和茎段仅能诱导出愈伤组织。 ②建立了以西瓜、甜瓜子叶块为外植体的不定芽分化再生体系,其最适培养基分别为MS+6-BA1.0 mg/L +IBA0.5 mg/L和MS+6-BA2.0 mg/L +IBA0.5 mg/L,在最适培养基上二者的不定芽诱导率分别可达91.2%和94.3%. ③一定浓度的6-BA是诱导瓜类子叶块外植体分化的关键,基因型不同的诱导率不同,但对于瓜类不同品种而言,附加低浓度的IBA则有利于这种分化的发生,无激素培养基上的外植体则不能诱导出不定芽。 ④无菌苗子叶颜色由黄色转呈浅绿色时的子叶块最适合于不定芽的诱导,诱导率最高。

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