[01179932]韭菜高效再生及基因转化技术

1、课题来源与背景： 课题的来源：山西省农业科技攻关项目“韭菜抗除草剂品种的培育”（20090311022） 韭菜（Allium tuberosum Rottl. ex Spreng）原产于我国。它不仅营养丰富,而且具有多方面的保健功能,是我国特有的重要蔬菜作物之一。由于常规育种时间长,分子育种成为重要的手段。在葱蒜类蔬菜中,大多采用农杆菌介导的方法进行遗传转化,但该方法的采用需要有一个高效稳定的再生体系和遗传转化系统。而目前相关的研究结果不系统,在激素配方的使用方面相差很大,遗传转化也没有成功的实例,因此有必要进行相关的研究。 2、技术原理及性能指标： 项目利用组织培养的方法比较了已有的几个配方及根系的不同时期和部位,进行了韭菜种子消毒方法、愈伤组织诱导、不定芽分化及伸长和无菌苗生根的激素配方研究,得到了独立的再生植株,形成了一套从种子消毒、外植体和激素配方的筛选到不定芽伸长和无菌苗生根等成熟的组培技术,建立了韭菜高效再生体系;利用石蜡切片技术分析了韭菜由根外植体离体分化再生的途径,明确了韭菜根再生的过程为愈伤组织直接分化不定芽途径;另外还研究了根癌农杆菌介导遗传转化过程中的菌液浓度、侵染时间、共培养时间、乙酰丁香酮使用方法和外植体状态,明确了转化过程中的相关指标。 3、技术的先进性与创造性： 通过本项目建立的韭菜再生体系与之前的相比,时间缩短,而且得到了独立的再生植株,在技术上是一个突破。经过130 d左右即可从胚根脱分化再生出植株,繁殖系数为24.7。目前在国外相关的研究还较少,有关转化成功的实例也没有,因此处于研究的前沿。 项目首次进行了不定芽的伸长研究,在获得丛生芽之后,经过韭菜不定芽伸长这一过程,不定芽形成鳞茎的速度加快,进而形成独立植株,容易生根成为单独的苗;而以往的技术只进行到不定芽分化后,没有形成带有假茎的单独的不定芽,难以生根,只能将含有多个不定芽的愈伤组织块一起生根,这样不易获得独立的植株。因此,进行不定芽的伸长是该项研究的一个创新点。 4、技术的成熟程度、适用范围和安全性： 韭菜组培的方法已经成熟,可以通过该方法进行突变材料的获得、种质资源的保存、利用和快繁,也为将来利用韭菜离体再生体系的进一步研究打下了基础。此外该研究还为今后的遗传转化奠定了一定的基础,也为相似的其他植物的研究提供可以借鉴的思路和方法。 5、应用情况及存在的问题： 目前该方法已经应用于转化研究中,其他方面有待于进一步挖掘。希望尽快将该技术应用于韭菜种质资源创新及新品种选育中。