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二倍体栽培马铃薯高效遗传转化体系的建立

文献类型： 中文期刊

作者： 叶明旺;张春芝;黄三文

作者机构：

关键词： 二倍体马铃薯;遗传转化;染色体加倍

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2018 年 17 期

页码： 3249-3257

收录情况： 北大核心（2020版） ; CSCD（2020-2021年度） ; 农林核心（2020版） ; 科技核心（2020版）

摘要： 【背景】马铃薯是最重要的块茎类粮食作物。栽培马铃薯以四倍体为主,但四倍体遗传和薯块繁殖增加了马铃薯改良的难度。因此越来越多的科学家呼吁在二倍体水平进行马铃薯的再驯化,将马铃薯驯化成种子繁殖作物。自然界中存在4个二倍体马铃薯原始栽培种,这些二倍体栽培种中蕴含着丰富的遗传变异,但是它们的遗传转化体系尚未成熟。【目的】建立高效的二倍体栽培马铃薯遗传转化体系,为二倍体马铃薯优良等位基因和分子育种提供工具。【方法】以二倍体栽培种马铃薯(Solanum phureja)CIP 703541为试验材料,利用绿色荧光蛋白基因(green fluorescent protein,GFP)作为报告基因,对遗传转化体系进行摸索,主要包括:预处理培养时间、诱导再生的激素比例、抗生素浓度以及转化效率。另外,利用同样的激素组合对17份不同基因型的二倍体马铃薯原始栽培种进行了测试,比较各个材料在不同激素浓度条件下的再生效率,筛选出再生效率较高的激素组合进行大量遗传转化;对再生苗进行生根筛选、荧光观察和PCR鉴定,统计阳性植株的概率。用流式细胞仪检测阳性植株的倍性,以分析再生植株发生染色体加倍的频率。【结果】预处理培养时间为2 d的外植体浸染效率最高。二倍体材料CIP 703541最适合再生出芽的激素配方为2.0 mg·L~(-1)玉米素(zeatin,ZT)﹕0.01 mg·L~(-1)奈乙酸(naphthaleneacetic acid,NAA)。再生阶段抗生素卡那霉素(kanamycin,Kan)的最适筛选浓度为100 mg·L~(-1),生根阶段的最适筛选浓度为50 mg·L~(-1)。通过对不同基因型进行筛选,获得3份再生能力较强的二倍体马铃薯材料(CIP 703308、CIP 703312和CIP 703541)。它们响应的激素配方各不相同,在添加了100 mg·L~(-1)卡那霉素的再生培养基中,3份材料的再生效率分别为45%、40%和52%。通过大规模遗传转化证明,3份材料的转化率分别为2.8%、4.2%和5.3%。经流式细胞仪检测,所获得的马铃薯阳性植株中四倍体的比例较高,CIP 703308、CIP 703312和CIP 703541的阳性转化植株中二倍体的比例分别为5.26%、10.53%和38.46%。【结论】建立了高效的二倍体马铃薯遗传转化体系,获得了3份再生能力较强的二倍体材料。另外,发现二倍体马铃薯在经过遗传转化之后再生植株中染色体加倍的比例较高。

分类号： S532

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[1]利用RNAi技术抑制马铃薯类受体激酶基因(StRLK)表达的研究. 朱云,樊娜娜,于耀华,张柏顺,杨煜,晁祥建,郭宝太,金黎平,郭晓,李广存. 2012

[2]The Study on the Transformation and Selection of Insect-resistant Cotton Harboring Double-gene. 李付广,郭三堆,刘传亮,李风莲,崔洪志,周勇,李秀兰. 1999

[3]二倍体马铃薯重要农艺性状配合力效应分析. 金黎平,孔德男,刘杰,段绍光,谢开云,卞春松,屈冬玉. 2008

[4]水稻DH群体的构建以及倍性研究. 马宁,邵高能,圣忠华,魏祥进,唐绍清,胡培松. 2013

[5]种子无腺体植株有腺体棉花异源四倍体新种质的育成和研究. 李炳林,祝水金,王红梅,张伯静. 1991

[6]秋水仙素及辅助处理对小麦×玉米单倍体加倍的影响. 赵翠荣,唐清,王立峰,刘莹,杨青,彭萍,陈科海,左珍喜,余华强. 2014

[7]同源四倍体水稻原种制备及影响因素分析. 郭秀平,秦瑞珍,陈旭. 2002

[8]蔬菜作物多倍体研究进展. 刘文革,王鸣,阎志红. 2002

[9]利用二硝基甲苯类诱导剂离体诱变西瓜四倍体. 刘文革,阎志红,赵胜杰,何楠,赵林. 2007

[10]亚洲棉、比克氏棉和陆地棉异源四倍体的合成. 张伯静,李炳林,祝水金,王红梅,吴汉北. 1993

[11]山丹新麦草染色体加倍方法研究. 张秀丽,张利军. 2013

[12]二硝基苯胺类除草剂对西瓜子叶四倍体的诱导. 阎志红,刘文革,赵胜杰,何楠. 2008

[13]西瓜离体诱导四倍体及倍性早期鉴定研究. 刘文革,阎志红,赵胜杰,何楠. 2005

[14]除草剂在植物离体染色体加倍上的应用. 赵璘,刘文革,郭金丽,苏福才. 2008

[15]秋水仙素对金达苜蓿染色体加倍效果的影响. 吉仁花,于林清,白淑兰. 2018

[16]山丹新麦草多倍体诱导的初步研究. 张秀丽,侯建华,云锦凤,米福贵,张利军. 2005

[17]离体组织细胞染色体加倍技术在牧草育种中的应用进展. 吉仁花,慈忠玲,于林清,刘曙娜,陈世茹. 2011

[18]秋水仙素处理山丹新麦草幼苗的染色体加倍研究. 张秀丽,张利军. 2013

[19]植物离体组织染色体加倍诱导同源四倍体. 刘文革,阎志红. 2005

[20]玉米单倍体工程化育种研究进展和展望. 衡燕芳,范开建,陈绍江,黎亮. 2022

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