利用兰花试管开花结实体系的遗传转化研究

研究背景：兰科是世界最重要的商品花卉；兰花新品种的培育多是通过传统的杂交选育而来，其育种周期长（3年左右），且受种质资源的限制，但新品种的选育越来越困难；转基因技术可有效地应用于花卉的颜色、形状、花期、香味和抗性育种，但目前在兰花育种中的应用进展缓慢，主要原因是由于兰花组培再生体系建立较难，已有的转化体系基因型依赖性强，转化效率低。由于兰花独特的生殖生物学特点，以子房内的大量的合子（或幼胚）为受体开展农杆菌介导的遗传转化研究，可望建立一个高效而简便的种质系统转化体系。.主要研究内容：本研究拟在建立石斛兰试管开花结实的基础上，利用子房为受体开展农杆菌介导的遗传转化研究，建立遗传转化体系；并利用该体系将花期调控关键基因FT 基因导入石斛中，进行花期调控育种。.重要结果：.1. 以铁皮石斛为材料，建立了一个建立起了高效的可育花诱导体系，开花诱导率可达40%以上，授粉成功率在90%以上。并观察确定试管果实在30d左右完成授精，形成合子，在80d左右种子成熟。.2.以金钗石斛Dendrobium nobile为受体建立了石斛兰的农杆菌子房注射转化体系，结果表明：子房注射对果实发育具有较大影响，在授粉后10—30 d进行子房注射后，果实脱落；在授粉后45 d进行子房注射，成熟果实注射部位的种子GUS染色率最高，可达18％ ；无菌播种之后，经潮霉素筛选，获得11株幼苗，每株植株均表现出GUS染色反应；随机挑选4株幼苗进行PCR检测，发现均能扩增出预期条带，说明外源基因已经整合到植株基因组内。.3. 采用子房注射法成功地将外源DNA导入五唇兰。结果表明：外源DNA在转化植株成熟果实中种子的GUS染色率达6．7％ ．无菌播种后经潮霉素筛选。获得18株幼苗，每株幼苗切取幼叶及幼根进行GUS检测，均为阳性：随机挑选7株幼苗进行PCR检测．均能扩增出GUS基因和潮霉素抗性基因条带， 说明外源基因已经整合到植株基因组内。.科学意义：.试管开花结实体系可应用于杂交育种以缩短育种周期，对后代植株进行观赏性状的早期筛选；利用兰花种质系统的遗传转化体系操作简单，不受再生体系和基因型的影响 ，可广泛应用于兰花的转基因育种中。