甜高梁再生体系的建立.doc

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1、甜高梁再生体系的建立 甜高粱是普通粒用高粱(Sorghumbicolor)的一个变种，具有适应性较强和种植地域广泛的特性。在一些气候和生产条件较差的地区，如干旱半干旱地区、盐碱地区、土壤瘠薄的山区和半山区种植的甜高粱均表现出良好的经济和能源性状。甜高粱茎秆的汁液可生产燃料乙醇，榨汁后的秆渣可发酵或者直接作为饲料，用于发展畜牧业。甜高粱是目前公认的具有产业化应用前景的能源作物。但到目前为止，还缺乏高产、优质和高抗逆性的新品种，特别是适合不同区域和生境的高产优质新品种。    利用基因工程技术，对现有的甜高粱品种（系）进行分子设计和定向改良，有望在短期内获得高生物量和高抗逆

2、性的新品种（系）。因此，建立高效的甜高粱再生体系和遗传转化体系就成为目前亟待解决的关键技术。前人利用高粱的幼胚(马鸿图和Liang，1985)、茎尖(张明州等，2006)和幼穗(韩福光和赫庞，1993;白志良等，1995;石太渊等，1995)作为外植体获得了再生植株，但再生率较低。Rao等(1995)发现在培养基中添加脯氨酸、天门冬酰胺以及头孢氨噻肟可以提高愈伤组织的再生率。Kishore等(2006)通过丛生芽途径得到了高粱再生植株。目前用种子或者成熟胚为外植体得到再生植株的报道较少(MaeKinnonetal.，1986;Raoetal.，1995)。本研究以甜高梁

3、成熟种子及其成熟胚为材料，通过愈伤组织途径获得了甜高粱的再生植株，从而为深入研究甜高粱奠定了技术基础。1  材料和方法1.1  材料供试材料为甜高粱(SorghumbicolorMoench)考利和M81-E的种子，由中国科学院植物研究所北京植物园谷卫彬老师惠赠。1.2  方法1.2.1  愈伤组织的诱导成熟种子作为外植体：将甜高粱种子用75%的乙醇灭菌1分钟，然后用0.1%的升汞灭菌12-15分钟，最后用无菌水洗涤4-5次。将灭菌后的种子接种于愈伤组织诱导培养基上，培养基成分为MS+1.38g.L-1脯氨酸+500mg.L-1水解酪蛋白+2.0-3.0mg.L-12，

4、4-D+0-0.3mg.L-1KT。培养时注意胚的部位要接触培养基。成熟胚作为外植体：成熟种子消毒后在无菌水中吸善此现象。2.2  植株再生选择黄色、生长良好且质地紧密的愈伤组织转接到MS+1mg.L-1IAA+0.5mg.L-16-BA的生芽培养基上，2周后在愈伤组织表面形成绿色的芽点(图1G)，4周后长出不定芽。待不定芽长至3-5cm时移人生根培养基上，2周后可观察到根长出（图1D，H）。3  讨论本实验采用甜高粱的成熟种子和成熟胚作为外植体诱导愈伤组织，愈伤组织形成的部位主要在芽的基部。在愈伤组织的诱导过程中，种子先萌发产生幼苗，然后在芽的基部形成愈伤组织并一直膨

5、大生长。此外，接触培养基的幼叶也可以形成愈伤组织，这可能是因为这些部位具有较强的细胞分生能力，所以比较容易得到愈伤组织。在诱导愈伤组织的培养基中添加1.38g.L-1脯氨酸和500mg.L-1水解酪蛋白，得到的愈伤组织能在生芽培养基上诱导成苗，再生效率较高。本实验结果与刘明等(2004)在高粱愈伤组织诱导中的结果相似。值得注意的是部分愈伤组织转移到生芽培养基上会先长出根，生根后就很难再生芽，这主要是因为形成的愈伤组织是由根原基形成的。将根原基部分清除，或者挑选淡黄色的颗粒状愈伤组织诱导成苗，可避免此现象发生。另外，愈伤组织在继代培养的过程中，往往会出现水渍状，这种愈伤组

6、织没有再生能力。避免此现象发生的方法是提高培养基的琼脂或蔗糖浓度，将琼脂浓度提高到1%较为理想。  本实验获得的高效甜高粱再生体系有利于后续的遗传转化研究。目前，高粱的再生体系大部分是以幼穗或者未成熟胚作为外植体诱导得到愈伤组织，而幼穗和幼胚的取材往往受生长季节的限制。本实验利用成熟种子和成熟胚通过形成愈伤组织的方式得到再生植株，可以不受生长季节的限制，这将为今后甜高粱的基因改良研究提供方便的植株再生技术。赵利铭1,2，刘树君2，宋松泉1，2'1中国科学技术大学生命科学学院，合肥;2中国科学院植物研究所，北京植物学通报ChineseBulletinofBotany200

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