Micro-Tom番茄转基因植株再生体系的优化
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番茄农杆菌介导基因转化技术体系的优化与番茄LeJA2基因的功能研究目前,杀虫剂和除草剂的大剂量应用对环境造成了很大的破坏,对人类的身体和生活质量也造成了不好的影响。
高等植物在长期的进化过程中形成了复杂而精细的抗性反应机制以抵抗昆虫的侵害。
深入认识植物对昆虫抗性的的分子机理将会为利用植物自身的抗性建立环境友好的控制农业害虫的策略提供理论依据。
目前所鉴定的信号分子主要包括多肽信号分子系统素(Systemin)以及来源于不饱和脂肪酸的植物激素茉莉酸(JA),从分子水平对二者所介导的抗性反应过程进行遗传学解析,鉴定其中的重要组分(功能基因)并对其功能进行深入研究。
本研究优化了番茄遗传转化体系;同时利用反向遗传学原理,构建了LeJA2(Lycopersicon es-culentum jasmonic acid 2)的过量表达载体和RNAi 表达载体,通过农杆菌介导的转基因技术,获得两种类型的转基因苗,通过对两种类型的转基因苗的性状鉴定和PPO活性的测定,对LeJA2的功能进行了初步的预测。
主要研究的结果如下:1.建立了农杆菌介导的番茄遗传转化体系对农杆菌介导的番茄转化LeJA2基因系统进行了优化,研究了农杆菌侵染时间、侵染温度和侵染浓度三个因素对番茄愈伤组织形成的影响,寻求影响基因转化的主要因素,获得了较好的番茄农杆菌侵染体系。
2.获得了转基因番茄植株以子叶为转化受体,使用高效农杆菌介导遗传转化体系将LeJA2基因和LeJA2-RANi基因导入番茄,获得了20株LeJA2过量表达的番茄抗性植株和35株LeJA2基因沉默抗性植株,PCR检测结果表明卡那抗性株均能扩增出1050和517bp的目的条带,证明基因已经整合到番茄基因组中。
3.功能验证对转基因番茄植株PPO活性进行了初步检测。
通过PPO活性测定结果得出:植株机械损伤处理前,过量表达LeJA2基因的转基因植株PPO染色后呈现深褐色,而对照和转LeJA2-RNAi基因植株PPO染色后仍然呈现正常的汁液的绿色。
番茄植株再生体系的建立
赵燕;刘清波;杜元正;任春梅
【期刊名称】《北方园艺》
【年(卷),期】2010(000)023
【摘要】选用杂交番茄早丰(07-13)为材料,以下胚轴、子叶作为外植体,根据控制单一变量与多重比较的原则,设计添加不同种类和不同浓度的植物生长物质的培养基配方,建立了一套简便有效地番茄再生体系.结果表明:愈伤组织的诱导及增殖,以配方MS+6-BA 2.0 mg/L+IAA 0.3 mg/L 为佳;诱导不定芽的分化,以培养基MS+6-BA 2.0 mg/L+IAA 0.1 mg/L为佳;生根培养基以MS+NAA 0.1 mg/L+IAA 0.1 mg/L为佳,生根率高且根粗壮.
【总页数】4页(P129-132)
【作者】赵燕;刘清波;杜元正;任春梅
【作者单位】湖南农业大学,生物科学技术学院,湖南,长沙,410128;湖南农业大学,生物科学技术学院,湖南,长沙,410128;湖南农业大学,生物科学技术学院,湖南,长沙,410128;湖南农业大学,生物科学技术学院,湖南,长沙,410128
【正文语种】中文
【中图分类】S641.2
【相关文献】
1.Micro-Tom番茄转基因植株再生体系的优化 [J], 邱实;张文举;许馥慧;邓志瑞
2.樱桃番茄植株再生体系的研究 [J], 蔡小宁;周芸;朱进;贲爱玲;张边江
3.番茄高效植株再生体系及基因转化体系的建立 [J], 姜国勇;金德敏
4.‘黑珍珠’番茄植株再生体系的研究 [J], 许飞云;张赵男;侯雨辰;王英正;王龙;王珂;徐进;赵宇
5.番茄子叶、下胚轴植株再生体系的建立 [J], 苏彩霞;霍秀文;庆海;刘杰才
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阔叶猕猴桃GalDH基因植物表达载体的构建及转化番茄的研究抗坏血酸(ascorbic acid, AsA)在生物体中具有重要的代谢功能和抗氧化作用。
研究表明AsA不仅是保证人类健康所必需的营养物质之一,而且对于植物自身的抗氧化、光合保护以及调节生长发育等都具有非常重要的作用。
L-半乳糖脱氢酶(L-galactose dehydrogenase,GalDH)是植物抗坏血酸L-半乳糖合成途径中关键酶之一,它可能是L-半乳糖合成途径中的调控位点。
本试验在获得阔叶猕猴桃(Actinidia latifolia Merr.)GalDH基因全长cDNA的基础上,构建GalDH的过量植物表达载pCSB/GalDH和RNA表达载体pHGRV/GalDH,并将过量表达载体pCSB/GalDH转入根癌农杆菌EHA105中,然后通过农杆菌介导法将pCSB/GalDH基因导入番茄(Solanum lycopersicum L)Micro-Tom,筛选获得抗性植株,对GalDH基因功能进行验证,并为高等植物抗坏血酸合成奠定材料基础。
获得的主要结论如下:1.建立了Micro-Tom番茄高频再生体系试验探讨了不同激素浓度配比、暗培养时间、头孢霉素浓度等条件对再生影响,探讨了IAA对生根的影响,结果表明不定芽再生最佳的培养基配方为:MS+ZT 2.0mg/L+IAA 0.2mg/L;在MS+0.3mg/LIAA的培养基上可以再生出高质量的根,移栽成活率在80%。
预培养2d,头孢霉素200mg/L可以再生出高频率的愈伤组织和不定芽。
2.构建了GalDH基因过量植物表达载体pCSB/GalDH和RNAi表达载体pHGRV/GalDH用限制性内切酶BamHI和KpnI将已克隆的阔叶猕猴桃GalDH基因从克隆载体pMD-19T上切下,定向插入到植物表达载体pCSB,成功构建了阔叶猕猴桃GalDH基因植物过量表达载体pCSB/GalDH。
不同番茄品种再生体系的比较
赵明珠;张美萍
【期刊名称】《北方园艺》
【年(卷),期】2011(000)009
【摘要】以"大红番茄"、"红牛奶番茄""粉冠888"3种番茄为试材,选取7d苗龄无菌苗的子叶和胚轴为外植体,对外植体基因型、分化培养基及生根培养基进行筛选,建立番茄再生体系,以期为进一步进行人参大片段DNA转化番茄的研究莫定基础.结果表明:"粉冠888"可为遗传转化提供大量稳定的外植体来源,适宜的分化培养基为MS+6-BA1.0~2.0mg/L+IAA0.2mg/L,生根培养基为MS+IAA0.5mg/L.【总页数】3页(P127-129)
【作者】赵明珠;张美萍
【作者单位】吉林农业大学生命科学学院,吉林,长春,130118;吉林农业大学生命科学学院,吉林,长春,130118
【正文语种】中文
【中图分类】S641.203.6
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1.不同苜蓿栽培品种再生体系的差异性比较 [J], 张春燕;祝建波;倪娜娜;陈创夫
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5.新疆地区不同番茄品种的光合特异性比较及高光效品种筛选 [J], 李玉姗; 宋羽; 马艳; 吴晓
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加工番茄遗传转化再生体系的建立张录霞;郝青南;马超;段小瑜;牛建新;马兵钢【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2008(017)003【摘要】加工番茄种子出芽后7~8d,子叶剪成约0.2~0.4cm,0.3~0.5cm的小块,以MS+B5为基本培养基,附加IAA0.2mg/L分别与0.5,1.0,1.5,2.0,2.5mg/L的6-BA/ZT/TDZ组合;6-BA2.0mg/L分别与0.0,0.05,0.1,0.2,0.5,1.0mg/L的IAA/IBA/NAA组合.经诱芽比较,在不同浓度6-BA/ZT/TDZ与0.2mg/LIAA组合中,出芽率最高的培养基为MS+ZTl.0mg/L+IAA0.2mg/L和MS+TDZ2.0mg/L+IAA0.2mg/L.在不同浓度的IAA/IBA/NAA与6-BA2.0mg/L 组合中,IAA明显优于NAA和IBA,筛选出MS+2.0mg/L6-BA+1.0mg/LIAA为最佳生芽培养基.以l/2MS添加NAA//BAO.0,0.1,0.2,0.5,1.0 mg/L进行生根比较,再生芽在MS+0.5mg/L IBA生根培养基上生根最好,并发育成完整的小植株.【总页数】6页(P236-241)【作者】张录霞;郝青南;马超;段小瑜;牛建新;马兵钢【作者单位】石河子大学农学院园艺系,新疆,832000;石河子大学农学院园艺系,新疆,832000;石河子大学农学院园艺系,新疆,832000;石河子大学农学院园艺系,新疆,832000;石河子大学农学院园艺系,新疆,832000;石河子大学农学院园艺系,新疆,832000【正文语种】中文【中图分类】S641.2【相关文献】1.蝴蝶兰高效再生体系与遗传转化体系的建立 [J], 盛慧2.红掌高效再生体系及遗传转化体系的建立 [J], 盛慧;杜伟玲3.红番3号加工番茄遗传转化再生体系的建立 [J], 乔亚红;郑银英;李诗林;田桂英;张丽丽;林涛;向本春4.甘蓝型油菜带节子叶再生体系的建立及遗传转化应用 [J], 廖志强;王小武;孙亮;魏志英5.罗汉果遗传转化受体再生体系的建立及发根农杆菌转化初探 [J], 曾黎辉;吴金寿;柯石山;刘芳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
番茄叶片胞壁转化酶cDNA克隆及反义沉默表达分析吴正景;程智慧;孟焕文【摘要】Total RNA was isolated from tomato (cv. 'Zhongshu No. 4') leaves using the specific primers designed according to the sequence of cell wall invertase gene in GenBank. A fragment about 416bp was amplified by reverse transcription and polymerase chain reaction. Sequence analysis showed the amplified fragment was the LIN6 cDNA fragment of the cell wall invertase gene. The fragment was inserted into plant expression vector pBinAR between CaMV 35S promoter and OCS terminator to form an antisense plant expression vector pBinAR-aLIN6. Five transgenic tomato plants (cv. MicroTom) , identified by PCR and Southern hybrids detection, were obtained through transferring of EHA105/pBinAR-aLIN6. The activity of cell-wall invertase in the leaves of those five antisense plants was found decreasing by 67. 9%, 13. 4%, 73. 5%,85. 6% and 58. 0% ,respectively.%参考GenBank登录的植物胞壁转化酶基因序列,设计1对PCR引物,以番茄(‘中蔬四号’)叶片总RNA的反转录产物为模板,扩增出长为416 bp的cDNA片段,Blast 结果表明,其为番茄胞壁转化酶基因LIN6片段;将其反向插入双元载体pBinAR的CaMV 35S启动子和OCS终止子间,构建反义植物表达载体pBinAR-aLIN6.通过农杆菌EHA105介导转化番茄MicroTom,PCR和Southern斑点杂交检测表明,共获得5株转基因番茄;生化检测表明,5个转化植株叶片胞壁转化酶活性分别比未转化植株下降67.9%、13.4%、73.5%、85.6%和58.0%.【期刊名称】《西北植物学报》【年(卷),期】2012(032)002【总页数】5页(P241-245)【关键词】番茄;胞壁转化酶;RT-PCR;反义沉默【作者】吴正景;程智慧;孟焕文【作者单位】西北农林科技大学园艺学院,陕西杨陵712100;河南科技大学林学院,河南洛阳451003;西北农林科技大学园艺学院,陕西杨陵712100;西北农林科技大学园艺学院,陕西杨陵712100【正文语种】中文【中图分类】Q786当植物遭受胁迫,例如受伤或病菌侵染,有许多基因参与的一系列防御反应受到诱导。
农杆菌介导的番茄Micro-Tom遗传转化体系的建立陈双臣;刘爱荣;王凤华;王菲;周洲【摘要】Micro-Tom番茄植株矮小,生长密度高,生命周期短,转化效率高,成为功能基因组学研究的新型模式植物.对影响Micro-Tom遗传转化频率的共培养时间、AS的添加、工程菌液浓度和抑制农杆菌所用抗生素种类进行了分析,建立了Micro-Tom稳定高效的遗传转化体系.以bar基因设计引物对转化群体进行PCR 检测,阳性率为72.3%,平均插入位点数为1.8个.遗传体系的建立为Micro-Tom在植物生物学研究中提供理论基础.【期刊名称】《华北农学报》【年(卷),期】2010(025)002【总页数】4页(P112-115)【关键词】Micro-Tom;番茄;模式植物;根癌农杆菌;遗传转化【作者】陈双臣;刘爱荣;王凤华;王菲;周洲【作者单位】河南科技大学,林学院,河南,洛阳,471003;河南科技大学,林学院,河南,洛阳,471003;河南科技大学,林学院,河南,洛阳,471003;河南科技大学,林学院,河南,洛阳,471003;河南科技大学,林学院,河南,洛阳,471003【正文语种】中文【中图分类】S641.03作为重要的模式经济作物,番茄基因组较小(950 Mb,编码35 000个基因,大部分基因位于占整个基因组25%的常染色质部分),遗传学基础雄厚,并且具有许多拟南芥、水稻等模式植物所不具备的生物学现象(如果实的发育、成熟过程等)[1]。
番茄突变体库的建立将为具有重要农艺性状基因的克隆及具有自主知识产权的相关基因的获得奠定基础。
Micro-Tom是一种番茄突变体,它保留了普通番茄作为模式植物的基本特征。
与普通番茄相比,Micro-Tom更适合应用于高通量诱变,其植株矮小的特征节省了植株培育所需的空间和管理用工,生命周期较短的特点可加快研究进程,易于遗传转化的优势利于T-DNA或Ac/Ds转座子插入突变研究的开展[2,3]。
农杆菌介导的番茄遗传转化的研究进展苗青;李正国;杨迎伍【摘要】番茄(Lycopersicon esculentum)传转化体系对其功能基因的研究和基因工程育种有重要影响,对农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的番茄遗传转化的研究进展进行了综述,主要包括影响番茄遗传转化效率的几个因素,如番茄的基因型、外植体状态、预培养和侵染过程、分化培养基中的激素和抗生素配比以及不同的外源基因等问题.并对今后的番茄遗传转化研究进行了展望.【期刊名称】《热带亚热带植物学报》【年(卷),期】2011(019)006【总页数】6页(P585-590)【关键词】番茄;遗传转化;农杆菌;研究进展【作者】苗青;李正国;杨迎伍【作者单位】重庆大学生物工程学院基因工程研究中心,重庆市高校功能基因与调控新技术重点实验室,重庆400030;重庆大学生物工程学院基因工程研究中心,重庆市高校功能基因与调控新技术重点实验室,重庆400030;重庆大学生物工程学院基因工程研究中心,重庆市高校功能基因与调控新技术重点实验室,重庆400030【正文语种】中文【中图分类】Q785植物遗传转化是将外源遗传物质导入植物受体细胞,使其在受体细胞中整合表达并且能够稳定遗传。
目前植物的遗传转化是植物基因工程的核心技术,该技术的建立和发展,使人们能够根据需求将特定的基因在不同种属植物之间进行表达,为植物改良提供了新的途径。
目前常见的植物遗传转化技术有以下几种:农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化法、基因枪法、显微注射法、PEG 法、花粉管通道法和超声波法等。
在这些方法中,农杆菌介导的遗传转化目前在植物中应用最广泛[1-2]。
番茄(Lycopersicon esculentum)是一种世界性种植的最重要的鲜食和加工原料。
它的基因组较小,是一种理想的模式植物[3]。
另外,番茄还具有自花授粉易于纯合、生长周期短(45~100 d)、在温室内可周年生长等优点,因而其遗传转化研究备受关注。
提高农杆菌介导番茄遗传转化效率的研究曹慧颖;夏润玺;吕淑霞;马镝;姜义仁;秦萍【期刊名称】《北方园艺》【年(卷),期】2008(000)001【摘要】利用农杆菌介导法对番茄进行遗传转化,比较了不同的农杆菌种类、农杆菌侵染时间、外植体种类及番茄品种对农杆菌侵染效率的影响.转化后得到的再生植株,利用PCR、Southern杂交检测GUS基因是否整和进入基因组.结果表明:农杆菌介导法成功介导了GUS基因导入番茄.农杆菌EHA105侵染番茄的效率明显高于LBA4404,侵染时间3 min较好.子叶外植体的转化明显优于下胚轴,黄色串珠樱桃番茄的遗传转化效率高于中蔬5号;优化的转化条件可以使番茄获得较高的遗传转化效率.【总页数】3页(P178-180)【作者】曹慧颖;夏润玺;吕淑霞;马镝;姜义仁;秦萍【作者单位】沈阳农业大学,生物科技学院,辽宁,沈阳,110161;沈阳农业大学,生物科技学院,辽宁,沈阳,110161;沈阳农业大学,生物科技学院,辽宁,沈阳,110161;沈阳农业大学,生物科技学院,辽宁,沈阳,110161;沈阳农业大学,生物科技学院,辽宁,沈阳,110161;沈阳农业大学,生物科技学院,辽宁,沈阳,110161【正文语种】中文【中图分类】S154.38+3;S641.203.2【相关文献】1.根癌农杆菌介导fw2.2和PL基因对Micro-Tom番茄的遗传转化研究 [J], 孙瑶;田嘉;林静;李疆2.农杆菌介导番茄"美粉1号"遗传转化体系优化研究 [J], 李立芹3.提高根癌农杆菌介导的香石竹遗传转化效率的研究 [J], 林荣呈;陈龙清;包满珠;孙振元4.超声波与表面活性剂协同处理显著提高农杆菌介导大豆遗传转化的抗性丛生芽率和瞬时表达效率 [J], 郭兵福; 郭勇; 王俊; 张丽娟; 金龙国; 洪慧龙; 常汝镇; 邱丽娟5.提高农杆菌介导小麦遗传转化效率的几个因素 [J], 于惠敏;夏光敏;侯丙凯因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
番茄micro-TOM活体再生体系的建立曹慧颖;王玉莹;孙建坤;刘玲莉;张立军;阮燕晔;夏润玺【摘要】Tomato (Solanum lycopersicum L.)micro-TOM is a model organism for biology study. Its regeneration system in vitro is of vital importance for genetic transformation and developmental biology study. But tomato micro-TOM tissue culture is not only time-consuming and tedious, but also frequently polluted by microorganism. This experiment introduces a new method of regeneration system in vivo by removing axillary and apical buds of tomato. The method has high speed and efficiency, and does not rely on exogenous hormone. It has layed a foundation for simplifying tomato genetic transformation and provided a good material for plant regeneration mechanism study.%番茄micro-TOM 是生物学研究的模式植物,它的离体再生体系对遗传转化及发育生物学研究至关重要。
但是micro-TOM组培再生体系费时费力,容易污染。
本试验通过对活体植株进行去头去腋芽诱导,建立了高效快捷、不依赖外源激素的番茄micro-TOM 活体再生体系,为简化番茄遗传转化奠定了基础,也为植物再生机理研究提供了良好的实验材料。
西北农业学报㊀2019,28(4):578G585A c t aA gr i c u l t u r a eB o r e a l i Go c c i d e n t a l i sS i n i c a 网络出版日期:2019G04G17㊀d o i :10.7606/j.i s s n .1004G1389.2019.04.010网络出版地址:h t t p ://kn s .c n k i .n e t /k c m s /d e t a i l /61.1220.S .20190416.1621.011.h t m l S l S P 5G 3基因对 M i c r o GT o m 番茄开花和产量的影响收稿日期:2018G09G13㊀㊀修回日期:2018G11G20基金项目:节能日光温室结构优化与配套技术开发研究项目(2017Z D X M GN Y G057);国家自然科学基金青年项目(31801903).第一作者:许达为,男,硕士研究生,从事光质调控和番茄开花基因功能研究.E Gm a i l :13772050385@163.c o m通信作者:邹志荣,男,教授,博士生导师,主要从事温室环境和温室作物栽培方面的研究.E Gm a i l :z o u z h i r o n g2005@h o t m a i l .c o m 许达为1,曹㊀凯1,2,邹佳宁1,王昊天1,邹志荣1(1.西北农林科技大学园艺学院,农业部西北设施园艺工程重点实验室,陕西杨凌㊀712100;2.江苏省农业科学院,农业部长江中下游设施农业工程重点实验室,南京㊀210014)摘㊀要㊀番茄(S o l a n u ml y c o pe r s i c u m L .)开花时间直接决定后期的产量和经济效益.为了探讨番茄S l GS P 5G 3基因功能,以 M i c r o GT o m 番茄为试验材料,观察S l S P 5G 3基因时间和空间的变化规律及对番茄开花和产量的影响.结果发现S l S P 5G 3的表达响应光周期变化,主要在叶片中表达,且表达量不受生长发育时期的影响.在 M i c r o GT o m 番茄中过表达S l S P 5G 3,获得过表达植株L 8和L 12.与野生型植株相比,L 8和L 12植株开花所需叶片数分别增加2.34和2.67片;叶片鲜质量分别增加98.43%和76.89%;叶片干质量分别增加62.79%和41.86%;果实单果质量分别增加49.65%和36.13%;单株产量分别增加34.50%和26.74%,并且S l S P 5G 3过表达植株还显著提升了上游开花转录因子S l C D F 3的表达量.S l S P 5G 3通过调控开花时间,改变植株生长形态,对提升植株产量产生重要影响.关键词㊀番茄;S l S P 5G 3;开花;单果质量;产量中图分类号㊀S 641.2㊀㊀㊀文献标志码㊀A㊀㊀㊀㊀㊀文章编号㊀1004G1389(2019)04G0578G08㊀㊀开花是植物从营养生长到生殖生长过渡的重要阶段.在被子植物和裸子植物中均发现磷脂酰乙醇胺结合蛋白(p h o s p h a t i d yl e t h a n o l a m i n e b i n d i n gp r o t e i n ,P E B P ),它们是一类既能促进开花又能抑制开花的因子,可以分为3个亚家族,分别为F T Gl i k e 亚家族㊁T F L 1Gl i k e 亚家族和M F T Gl i k e 亚家族[1G2].F T Gl i k e 亚家族作为P E B P 家族中的重要成员,在控制开花时间㊁花序发育和产量方面产生重要影响.F T Gl i k e 蛋白促进植物开花已经在多个物种中得到证实,如杨树(P o pu l u s s p p )[3]㊁苹果(M a l u s d o m e s t i c a )[4]㊁甜菜(B e t av u l g a r i s )[5]㊁马铃薯(S o l a n u mt u b e r o s u m )[6]㊁烟草(N i c o t i a n a t a b a c u m )[7]和水稻(O r yz a s a t i v a )[8].虽然几乎所有F T Gl i k e 蛋白都作为开花促进因子起作用,但在甜菜和烟草中,有的促进开花,有的抑制开花.甜菜中B v F T 1蛋白在开花中起抑制作用,B v F T 2蛋白起促进作用[5].在烟草的4个F T Gl i k e 蛋白中,N t F T 1㊁N t F T 2和N t F T 3蛋白抑制开花,N t F T 4蛋白促进开花[7].F T Gl i k e 蛋白还会影响花的发育,番茄S F T 基因是拟南芥F T 的同源基因,番茄s ft 突变体只有1~2朵花,且花萼叶片化.番茄中过表达S F T 基因,番茄合轴分枝的叶片数从3片降低到2片[9G10].F T Gl i k e 蛋白通过参与源库调控改变果实性状和产量指标,在大豆(G l yc i n em a x L .)中,开花促进因子G m GF T 和开花抑制因子G m T F L 1的相对含量协调了营养生长与生殖生长的关系,从而调控了开花时间和开花后荚果的发育[11G13].番茄成熟叶片中S F T 基因合成的成花素物质,可以通过筛管细胞转运到库器官尤其幼叶中,影响库器官的形成[14].目前,在番茄中已鉴定出4个表达的F T Gl i k e蛋白分别为S F T ㊁S l S P 5G ㊁S l S P 5G 2和S l GS P 5G 3[15].其中S l S P 5G 3蛋白在番茄中与开花和果实产量相关的功能未知,为明确其生物学功能,本试验分析了S l S P 5G 3在番茄 M i c r o GT o m 中的表达规律,并通过转基因分析初步发现S l GS P5G3在调控番茄开花和产量方面发挥了重要作用,为揭示F TGl i k e蛋白在调节植物生长发育过程中的作用机制提供了理论依据.1㊀材料与方法1.1㊀试材样品的获得试验材料为矮生番茄(S o l a n u ml y c o p e r s iGc u m L.) M i c r oGT o m 和S l S P5G3基因过表达株系.试验材料在西北农林科技大学农业部设施工程重点实验室人工气候箱(R D NG1000DG4,宁波东南仪器有限公司)中培养,栽培环境设定为:光照时长12h,光照强度100μm o l m-2 s-1,昼夜温度25ħ/18ħ,相对湿度60%~70%.取野生型幼苗的根㊁茎㊁茎尖㊁花㊁子叶和真叶,用液氮速冻保存,用于R N A的提取.1.2㊀植株总R N A的提取及S l S P5G3基因的表达水平分析采用R N A试剂盒(O m e g a公司,中国广州)提取番茄组织总R N A,采用P r i m eS c r i p t T M R T r e a g e n tK i tw i t h g D N A E r a s e r(T a k a r a公司,中国大连)完成反转录c D N A的合成.q R TGP C R采用S Y B RʻR P r e m i xE xT a q T MⅡ(T l iR N a s e H P l u s)(T a k a r a公司,中国大连), q R TGP C R的反应程序为:预变性95ħ30s;变性95ħ5s,退火60ħ34s,共40个循环;融解曲线95ħ5s,60ħ1m i n,冷却40ħ1s,可以适当地增加循环数,获得融解曲线数据,以番茄A c t i n基因作为内参[16],重复3次,然后采用公式计算基因的相对表达量.引物(表1)的合成及目的基因测序均由奥科鼎盛生物科技公司(中国杨凌)完成.1.3㊀质粒的构建和遗传转化在番茄基因组数据库(h t t p s://s o l g e n o m i c s.n e t)里找到S l S P5G3(S o l y c11g008650)的C D S 序列,利用V e c t o rN T I设计引物S l S P5G3GF1㊁S l S P5G3GR1通过P C R扩增,两端分别加入同源重组序列(图1),以番茄嫩叶的c D N A为模板进行P C R扩增.P C R的反应程序为:95ħ预变性5m i n,95ħ变性30s,55ħ退火30s,35个循环;72ħ延伸10m i n,4ħ保存.P C R产物用12g/L 的琼脂糖凝胶电泳并切胶回收目的条带.利用同源重组的方法连接到过表达载体p H e l l s g a t e8(泽叶生物科技有限公司,中国上海)中进行测序,测序正确的质粒用于转化农杆菌.将野生型番茄 M i c r oGT o m 种子置于超净工作台上,清水浸泡10m i n,用体积分数为75%酒精清洗种子30s,体积分数为2%次氯酸钠溶液震荡15m i n,灭菌水清洗种子2~3次.清洗过的种子接种到培养基中,移入西北农林科技大学园艺学院组织培养室,培养条件为光照时间12h,昼夜温度为25ħ/18ħ,培养7~9d至2片子叶完全展平后进行目的基因的转化.参照叶志彪等[17]建立的番茄转化体系并略有改动,经过侵染㊁筛选培养和继代培养㊁生根培养等过程获得卡那霉素抗性植株.结合抗生素筛选㊁P C R和实时荧光定量P C R检测阳性苗目的基因表达水平,鉴定过表达植株.1.4㊀转基因植株开花时间和上游基因的测定选取野生型番茄 M i c r oGT o m (WT)和过表达株系(L8㊁L12)移入光照培养箱培养(培养条件同上),开花后随机选取3株作为一组记录开花所需的叶片数,取平均值.在番茄基因组数据库(h t t p s://s o l g e n o m i c s.n e t)里找到编码F TGl i k e基因上游转录因子基因S l S P C D F1(S o l y c03g115940)㊁S l S P C D F2(S o l y c05g007880)㊁S l S P C D F3(S o l y c06g 069760)㊁S l S P C D F4(S o l y c06g069760)㊁S l S P C D F5(S o l y c02g088070)㊁T C O L1(S o l y c02g089540)㊁T C O L2(S o l y c02g895000)和T C O L3(S o l y c02g089520)[18G19]的C D S序列,利用V e c t o rN T I设计实时荧光定量P C R引物(表1),操作方法同上.1.5㊀转基因植株地上部干鲜质量及产量的测定在野生型番茄 M i c r oGT o m (WT)和T2代过表达株系(L8㊁L12)中随机选取5株植株挂牌标记,每株留3穗果打顶.试验结束后将植株地上部分按茎叶分开,采用万分之一天平称量其鲜质量.然后将称量后的茎叶放在烘箱中80ħ下72h烘至恒量,采用万分之一天平称量茎叶干质量.果实成熟后,统计每株番茄的果实数量及单果质量,计算单株产量.1.6㊀数据处理与分析用S P S S20.0数据处理软件对试验数据进行方差分析及显著性检验,用E x c e l2010进行数据分析及图表制作.9754期许达为等:S l S P5G3基因对 M i c r oGT o m 番茄开花和产量的影响表1㊀构建过表达载体㊁实时荧光定量P C R 和阳性苗检验引物序列T a b l e 1㊀S e q u e n c e s o f p r i m e r s u s e d i n t h i s s t u d yf o r p l a s m i d c o n s t r u c t i o n ,r e a l Gt i m e f l u o r e s c e n t q u a n t i t a t i v eP C Ra n d p o s i t i v e s e e d l i ng ch e c k 基因㊀G e n e引物(5ᶄң3ᶄ)㊀P r i m e r (5ᶄң3ᶄ)构建载体㊀F o r p l a s m i d c o n s t r u c t i o nS l S P 5G 3F 1C A A A G T G G T C T C G A G G A A T T A T G A A G T T A T A T G T T A T G A G T C C R 1A G C A G G A C T C T A G A C A A G T T T T A T T C G C A A C G A C G A C C A C实时荧光定量㊀F o r r e a l Gt i m e f l u o r e s c e n t q u a n t i t a t i v eP C RS l S P 5G 3F 2T C T C T T T A T T T C G T C A A T T G G G R 2A G C A A A T T G C C T T G T A T T G A T C O L 1F G A C A G A G A A G C C A G A G T C C T R C C T T G T T T C T G C A T A G G C T TT C O L 2F G G T G T T C T G C C G G G C A G A T T R C G T G A C G C T A A C T T G T T C G C T C O L 3F C T G T G A C G C C C G C A T A C A T G R A A G A A A G G C T G C A G G G G C A C S l C D F 1F T C A T G A T T T C T G A A G C C C T TR T C C A T T G G G T T T G A A C A C T G S l C D F 2F G C T G A G A A T T C A C A T A A T A T G C R G A T T G A T C A T T C C C G A T T G TS l C D F 3F A T C T C C A A A T G G G T T A A T T C R A T A G G T T C A C A C A G G G G T A A S l C D F 4F A A C A A T G C A T A A T T G C T C A CR C A T T A T C T C C A A C T A C G T A A C S l C D F 5F C T C C T TG G C C A T A C A T A T G G R G A C A T A G G A A T G C C G G G A A G A c t i nFT C C T A G T A T T G T T G G C C G C C RC T T C A T C T C C C A C A T A G G C G 阳性苗检验㊀F o r p o s i t i v e s e e d l i n g c h e c k S l S P 5G 3F 3A C G C A C A A T C C C A C T A T C C T T C R 3T A T T C G C A A C G A C G A C C AC图1㊀植物超表达载体P h e l l s ga t e 8示意图F i g .1㊀S c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o no fP h e l l s g a t e 8r e gi o n s o f 35S ɨS l S P 5G 32㊀结果与分析2.1㊀ M i c r o GT o m 过表达株系中S l S P 5G 3的表达量检测通过根癌农杆菌介导法,将含S l S P 5G 3基因的过表达载体导入番茄中.C T A B 法提取获得的8株再生植株的基因组D N A ,通过阳性苗检验引物S l S P 5G 3GF 3㊁S l S P 5G 3GR 3进行P C R 扩增,以不含目的基因的空质粒(p H e l l s ga t e 8)作为阳性对照,野生型番茄 M i c r o GT o m 植株基因组D N A (WT )为阴性对照,结果显示共有4株扩增出长度为222b p 的条带,与目的条带大小一致,即获得4株转基因阳性苗,分别为L 3㊁L 8㊁L 12㊁L 14(图2GA ).进一步确定目的基因的表达水平,通过实时荧光定量P C R 分析野生型番茄 M i c r o GT o m 和过表达株系L 3㊁L 8㊁L 12㊁L 14中S l S P 5G 3的表达量情况,发现L 8和L 12的表达量明显高于野生型植株,分别增加了4.625倍和4倍,进而选取L 8和L 12移入人工气候箱(栽培环境同上)培育T 2代转基因植株进行后续的开花产量指标测定.2.2㊀S l S P 5G 3基因的表达规律在野生型 M i c r o GT o m 番茄提取c D N A 中利用引物S l S P 5G 3GF 和S l S P 5G 3GR ,进行目的基因S l S P 5G 3的实时荧光定量P C R 检测.在日中性条件下,S l S P 5G 3的表达量随光照时间变化,在开始光照时上升,在4h 时达到最大,在进入黑085 西㊀北㊀农㊀业㊀学㊀报28卷暗后4h达到最低(图3GA),推测S l S P5G3可以感受外界光信号.不同叶龄中S l S P5G3的表达量无明显变化趋势,说明其不受生长发育周期的影响(图3GB).在番茄植株中,真叶和子叶S lGS P5G3表达量最高,茎㊁茎尖㊁花和根中基本不表达,说明S l S P5G3的表达具有组织特异性(图3GC).㊀㊀A.普通P C R检测转基因植株阳性苗㊀D e t e c t i o no f p o s i t i v e s e e d l i n g i n s t r a n s g e n i c p l a n t b y o r d i n a r y P C R;B.实时荧光定量P C R检测S l S P5G3转基因株系表达量㊀D e t e c t i o no f t h e e x p r e s s i o n l e v e l o f S l S P5G3i n t r a n s g e n i c l i n e b yq R TGP C R图2㊀转基因幼苗的P C R检测F i g.2㊀P C Rf o r d e t e c t i o no f t r a n s g e n i c s e e d l i n gs㊀㊀A.S l S P5G3的表达量日变化㊀T h ev a r i a t i o no f t h e e x p r e sGs i o n l e v e l o f S l S P5G3t h r o u g h o u t t h ed a y;B.植株由上至下8片叶S l S P5G3的表达量变化㊀T h ev a r i a t i o no fe x p r e s s i o no f S lGS P5G3f r o mt h e t o p8l e a v e s o f p l a n t s;C.不同器官S l S P5G3的表达量变化㊀T h ev a r i a t i o no fe x p r e s s i o no f S l S P5G3i nd i f f e r e n tt i s s u e s图3㊀S l S P5G3表达量变化规律F i g.3㊀T h e v a r i a t i o no f e x p r e s s i o no f S l S P5G32.3㊀S l S P5G3对开花时间的影响番茄生长发育中每增长一片叶的时间受环境因素影响较小约为4~6d,故番茄的开花时间可以由开花前所需叶片数来衡量[20].将T2代转基因株系(L8㊁L12)和野生型番茄 M i c r oGT o m(WT)催芽后定植于人工气候箱,栽培环境同上,记录开花所需的叶片数.发现L8和L12开花时间明显晚于WT(图4GA,图4GB).数据分析L8㊁L12和WT开花所需叶片数显示,与野生型番茄WT相比,L8和L12开花所需叶片数明显增加,分别为2.34和2.67片.2.4㊀S l S P5G3对上游开花相关基因T C O L s和S l C D F s的影响通过实时荧光定量P C R检测T1代过表达株系(L8㊁L12)和野生型番茄 M i c r oGT o m (WT)上游T C O L s和S l C D F s的表达情况.L8㊁L12和WT中,S l C D F2的表达量最高,S l C D F3的表达量最低.相比于WT,过表达L8㊁L12明显上调了S l C D F3的表达量,分别增加了4.50倍和9.61倍(图5GA);在L8㊁L12和WT中,T C O L1的表达量最高,T C O L3的表达量最低,但与WT相比,L8和L12并无明显的变化趋势.2.5㊀S l S P5G3对番茄地上部生长和产量的影响S l S P5G3基因过表达对番茄植株地上部形态及产量性状产生了不同程度的影响(表2).与野生型植株(WT)相比,转基因株系L8和L12叶片鲜质量分别增加98.43%和76.89%;叶片干质量分别增加62.79%和41.86%;果实单果质量分别1854期许达为等:S l S P5G3基因对 M i c r oGT o m 番茄开花和产量的影响增加49.65%和36.13%;单株产量分别增加34.50%和26.74%,而茎的干鲜质量和单株果数无明显差异.㊀㊀图C 中a 和b 表示各处理间差异显著(P <0.05)㊀a a n dbm e a n s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e (P <0.05)i nD u n c a n s i n f i gu r eC A.S l S P 5G 3过表达植株L 8和野生型植株的开花对比图㊀F l o w e r i n g c o m p a r i s o n o f S l S P 5G 3o v e r Ge x p r e s s i n g s t r a i nL 8a n dw i l d t y pe p l a n t s ;B .S l S P 5G 3过表达植株L 12和野生型植株的开花对比图㊀F l o w e r i n g c o m p a r i s o n of S l S P 5G 3o v e r Ge x p r e s s i ng st r a i nL 12a n dw i l d t y p e p l a n t s ;C .S l S P 5G 3过表达植株和野生型植株的开花所需叶片数㊀N u m b e r o f l e a v e s t o f l o w e r i n g o f S l S P 5G 3o v e r Ge x p r e s s i n gp l a n t s a n dw i l d t y pe p l a n t s 图4㊀S l S P 5G 3过表达植株和野生型株的开花时间F i g .4㊀F l o w e r i n g t i m e o f S l S P 5G 3o v e r Ge x p r e s s i n gp l a n t s a n dw i l d t y pe p l a n ts ㊀㊀A.S l S P 5G 3过表达植株和野生型植株对S l C D F s 表达量的影响㊀E f f e c t s o f S l S P 5G 3o v e r Ge x p r e s s i n g p l a n t s a n dw i l d t y pe p l a n t s o n t h e e x p r e s s i o nof S l C D F s ;B .S l S P 5G 3过表达植株和野生型植株对T C O L s 表达量的影响㊀E f f e c t so f S l S P 5G 3o v e r Ge x p r e s s i n gp l a n t s a n dw i l d t y p e p l a n t s o n t h e e x pr e s s i o no f T C O L s 图5㊀S l S P 5G 3过表达植株和野生型植株中S l C D F s 和T C O L s 的表达量F i g .5㊀T h e e x p r e s s i o no f S l C D F s a n d T C O L s i n S l S P 5G 3o v e r Ge x p r e s s i n gp l a n t s a n dw i l d t y pe p l a n t s 表2㊀S l S P 5G 3过表达株系和 M i c r o GT o m 的地上部生长和产量指标T a b l e 2㊀O v e r g r o u n d g r o w t ha n d y i e l d c h a r a c t e r i s t i c s of S l S P 5G 3o v e r Ge x p r e s s i n gs t r a i n s a n d M i c r o GT o m 株系S t r a i n 地上部生长指标O v e r g r o u n d g r o w t h i n d i c a t o r s 叶鲜质量/gL e a f f r e s h m a s s 叶干质量/g L e a f d r y m a s s茎鲜质量/gS t e m f r e s hm a s s茎干质量/gS t e m d r y ma s s 产量参数Y i e l d c h a r a c t e r i s t i c s单果质量/gS i n g l e f r u i tm a s s 单株果数N u m b e r o f f r u i t s p e r p l a n t单株产量/gY i e l d p e r pl a n t M i c r o GT o m7.66ʃ0.80b 1.29ʃ0.18b 4.84ʃ0.57a 0.76ʃ0.21a4.29ʃ0.24b 9.33ʃ1.15a 39.94ʃ2.87b L 815.20ʃ1.16a 2.10ʃ0.21a 5.42ʃ0.59a 0.87ʃ0.08a 6.42ʃ0.65a 8.33ʃ0.58a 53.72ʃ9.09a L 1213.55ʃ0.65a 1.83ʃ0.06a 5.35ʃ0.70a 0.82ʃ0.10a5.84ʃ0.35a8.66ʃ0.58a 50.62ʃ4.20a b注:数据均以 平均值ʃ标准差 表示,同列不同小写字母表示差异显著(P <0.05).N o t e :D a t a i n t h e t a b l e a r e p r e s e n t e d a s m e a n ʃs t a n d a r dd e v i a t i o n ,t h e d i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n t h e s a m e c o l u m n i n d i c a t e s s i gn i f i Gc a n t d i f f e r e n c e (P <0.05).285 西㊀北㊀农㊀业㊀学㊀报28卷3㊀讨论叶片是植物感受光周期的主要部位,光敏色素作为叶片中感受光信号的最初受体与拟南芥F T基因表达的相互作用已经被证明[21G22].本研究发现S l S P5G3能够感受光信号,在光照开始后4h上升至最高,在进入黑暗后4h下降至最低,可能是由于光敏色素传递了光信号,但其与S lGS P5G3的作用关系还需要进一步的验证.S lGS P5G3在叶片和子叶中的表达量最高,其他组织基本不表达,且不受发育时期的影响,这与烟草F TGl i k e基因表达一致[7].㊀㊀F TGl i k e蛋白的功能很大程度是由其氨基酸序列决定的,曹凯[23]通过蛋白质序列比对发现,在番茄S l S P3D蛋白的3个关键位置的氨基酸残基分别为酪氨酸(133)㊁甘氨酸(136)和色氨酸(137)与其他的开花活化因子相匹配,如拟南芥中的F T蛋白㊁甜菜的B v F T2蛋白和烟草的N t F T4蛋白.而番茄S l S P5G的氨基酸序列的这3个保守位点与大多数开花抑制因子是一样的,如烟草中F T蛋白N t F T1㊁N t F T2㊁N t F T3.番茄S lGS P5G2蛋白和S l S P5G3蛋白在相应位点与其他番茄F TGl i k e蛋白相比都发生了一定改变.本试验通过培育转基因 M i c r oGT o m 发现过表达S lGS P5G3可以延迟开花,与对照相比平均晚开花2~3片叶,可能是由于保守位点的基因突变将其功能转变为抑制开花.拟南芥C D F和C O L蛋白是调控F T基因表达的转录因子,番茄存在与拟南芥C D F和C O L高度同源的蛋白分别是S lGC D F1㊁S l C D F2㊁S l C D F3㊁S l C D F4㊁S l C D F5㊁T C O L1㊁T C O L2和T C O L3.本试验发现在S lGS P5G3过表达植株中,3个T C O L s基因和4个S l C D F s基因表达量并无明显变化,但对S l C D F3有显著的促进作用,相比于野生型植株表达量上升5~10倍.笔者推测S l S P5G3基因编码的F TGl i k e蛋白通过筛管细胞到达顶端分生组织与下游转录因子F D结合之后,反馈调节上游S lGC D F3基因的表达,具体的作用关系还需进一步验证.开花时间的早晚受外界因素调控并直接影响植株的产量.如在大豆中,花期的早晚与结荚率之间呈显著的相关性,且大豆产量取决于接荚的花数[24].低纬度地区种植的大豆明显表现出植株矮小,开花成熟期提前,产量降低.赵薇等[25]研究发现不同春化处理对蚕豆开花和产量产生重要影响,首花时间㊁鲜荚始收时间最早的蚕豆单株产量最高.赤霉素处理的西红花开花时间提前,导致开花数量和花丝产量明显增加[26].F TGl i k e 基因编码的成花素是控制植物开花时间的重要因子,可以通过改变其表达量进一步调控产量.在番茄s f t突变体中,没有形成完整的多花序结构,导致s f t突变体植株变大且伴随着极少的花序㊁花和果实[27].番茄S P基因调节营养生长向生殖生长的转换.s p突变体植株形成较短的合轴分枝,直到出现2个连续的花序后停止生长[28],与s p突变体植株相比,s p5g s p突变体开花期提前,收获指数上升[29].本试验发现S l S P5G3基因过表达植株通过延迟开花时间提升了叶片干鲜质量,单果质量和单株产量,与同源基因S l S P5G 在控制产量方面存在类似的功能.延迟开花使植物积累更多的营养物质,推迟从营养生长向生殖生长的转变.叶片中积累了更多的营养物质,提升了地上部生物量.同时建立新的源库关系模式,提升总产量,为转基因育种提供新思路.4㊀结论S l S P5G3受光环境调控,在真叶和子叶中主要表达,且表达量不受生长发育时期的影响;S lGS P5G3作为开花抑制因子增加 M i c r oGT o m 的开花所需叶片数,延迟开花时间;S l S P5G3促进上游S l C D F3基因的过量表达,提升 M i c r oGT o m 番茄的地上部生物量积累㊁单果质量和单株产量.参考文献㊀R e f e r e n c e:[1]㊀G Y L L E N S T R A N D N,C L A P H AM D,KÄL L MA N T,e ta l.An o r w a y s p r u c eF L OW E R I N G L O C U STh o m o l o g i si m p l i c a t e d i nc o n t r o lo f g r o w t hr h y t h m i nc o n i f e r s[J].P l a n t P h y s i o l o g y,2007,144(1):248G257.[2]㊀K A R L G R E N A,G Y L L E N S T R A N D N,KÄL L MA N T,e ta l.E v o l u t i o no f t h eP E B P g e n e f a m i l y i n p l a n t s:f u n c t i o n a ld i ve r s if i c a t i o n i n s e e d p l a n t e v o l u t i o n[J].P l a n tP h y s i o l oGg y,2011,156(4):1967G1977.[3]㊀B H L E N I U S H,HU A N G T,C HA R B O N N E LGC AM P A A L,e t a l.C O/F Tr e g u l a t o r y m o d u l e c o n t r o l s t i m i n g o f f l o wGe r i n g a n ds e a s o n a l g r o w t hc e s s a t i o n i nt r e e s[J].S c i e n c e,2006,312(5776):1040G1043.[4]㊀HÄT T A S C H C,F L A C H OW S K Y H,K A P T U R S K A D,e ta l.I s o l a t i o n o ff l o w e r i n gg e n 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a t o r y o fA g r i c u l t u r a l E n g i n e e r i n g i n t h eM i d d l e a n dL o w e rR e a c h e s o fY a n gz i R i v e r ,J i a n g s uA c a d e m y o fA g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,N a n j i n g㊀210014,C h i n a )A b s t r a c t ㊀T h e f l o w e r i n g t i m e o f t o m a t o (S o l a n u ml y c o pe r s i c u m L .)d i r e c t l y d e t e r m i n e s t h e y i e l da n d e c o n o m i cb e n ef i t s .I no r d e r t o i n v e s t ig a t e th e e f f e c t o f t o m a t o S l S P 5G 3g e n e o n f l o w e ri n g ,t h e e x pr e s Gs i o no f S l S P 5G 3w a so b s e r v e db y u s i n g M i c r o GT o m t o m a t oa se x pe r i m e n t a lm a t e r i a l .T h er e s u l t s s h o w e d t h a t S l S P 5G 3m a i n l y e x p r e s s e d i n l e a v e s ,w h i c h r e s p o n d e d t o p h o t o p e r i o d c h a n g e s b u t t h e e x Gp r e s s i o n l e v e lw a s n o t af f e c t e db y t h eg r o w t ha n dd e v e l o p m e n t p e r i o d .C o m p a r e dw i t hth ewi l d Gt y pe p l a n t s ,t h en u m b e rof l e a v e sr e q u i r e df o rf l o w e r i ng i n c r e a s e db y 2.34a n d2.67i no v e r e x p r e s s i n gp l a n t sL 8a n dL 12,r e s p e c t i v e l y ;t h e f r e s h m a s so f l e a v e s i n c r e a s e db y 98.43%a n d76.89%,r e s pe c Gt i v e l y ;t h ed r y m a s s of l e a v e s i n c r e a s e db y 62.79%a n d41.86%r e s p e c t i v e l y.T h e p e r f r u i tm a s s i n Gc r e a s e db y 49.65%a n d 36.13%,r e s p e c t i v e l y ;t h e y i e l d p e r p l a n t i n c r e a s e db y 34.50%a n d26.74%,r e s p e c t i v e l y .I na t t e n t i o n ,t h eo v e r Ge x p r e s s i n gp l a n t so f S l S P 5G 3a l s os i g n i f i c a n t l y in c r e a s e dt h ee x Gp r e s s i o no f t h eu p s t r e a mf l o w e r i n g t r a n s c r i p t i o n f a c t o r S l C D F 3.T h u s ,S l S P 5G 3h a s a n i m po r t a n t i n Gf l u e n c e o n p l a n t y i e l db y r e g u l a t i n g f l o w e r i n g t i m e a n d c h a n g i n gp l a n t g r o w t hm o r p h o l o g y.K e y w o r d s ㊀T o m a t o ;S l S P 5G 3;F l o w e r i n g ;S i n g l e f r u i tm a s s ;Y i e l d R e c e i v e d ㊀2018G09G13㊀㊀㊀㊀R e t u r n e d ㊀2018G11G20F o u n d a t i o n i t e m ㊀S t r u c t u r eO p t i m i z a t i o na n dP a c k a g e d T e c h n o l o g y D e v e l o p m e n tS t u d y f o rE n e r g yGs a v i n g S o l a rG r e e n h o u s e (N o .2017Z D X M GN Y G057);t h eN a t i o n a lN a t u r eS c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a (N o .31801903).F i r s t a u t h o r ㊀X UD a w e i ,m a l e ,m a s t e r s t u d e n t .R e s e a r c h a r e a :l i g h tm a s s r e g u l a t i o n a n d t o m a t o f l o w e r Gi n gg e n e f u n c t i o n .E Gm a i l :13772050385@163.c o m C o r r e s p o n d i n g au t h o r ㊀Z O U Z h i r o n g ,m a l e ,p r o f e s s o rd o c t o r a l s u p e r v i s o r .R e s e a r c ha r e a :g r e e n h o u s e e n v i r o n m e n t a n d g r e e n h o u s e c r o p c u l t i v a t i o n .E Gm a i l :z o u z h i r o n g2005@h o t m a i l .c o m (责任编辑:潘学燕㊀R e s p o n s i b l e e d i t o r :P A NX u e ya n )585 4期许达为等:S l S P 5G 3基因对 M i c r o GT o m番茄开花和产量的影响。
番茄叶片再生系统建立的研究
陆云华;张新;马立新
【期刊名称】《江西农业学报》
【年(卷),期】2005(017)004
【摘要】比较了不同基本培养基、不同激素及其不同浓度组合对4个番茄栽培品种叶片诱导愈伤组织、不定芽分化及其生根的效果.结果表明:MS+6-BA
3.0mg/L+IAA0.2mg/L+蔗糖30 mg/L(pH=5.8)对愈伤组织诱导及诱导愈伤组织分化不定芽的效果最佳;MS+IAA 0.1mg/L+蔗糖20mg/L培养基对生根最好.【总页数】4页(P40-43)
【作者】陆云华;张新;马立新
【作者单位】湖北大学,生命科学学院分子微生物与基因工程实验室,湖北,武
汉,430062;江西省宜春学院生物工程系,江西,宜春,336000;江西省宜春学院生物工程系,江西,宜春,336000;湖北大学,生命科学学院分子微生物与基因工程实验室,湖北,武汉,430062
【正文语种】中文
【中图分类】S641.2
【相关文献】
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4.番茄离体再生系统的建立及褐化现象调控研究 [J], 王蕾;宿烽
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Micro-Tom 番茄矮化微型机制及其在植物功能基因组学研究
中的应用
刘小花;张岚岚;朱长青;陈昆松;徐昌杰
【期刊名称】《遗传》
【年(卷),期】2008(30)10
【摘要】Micro-Tom 番茄植株矮小,生长密度高,生命周期短,容易被高效转化,成为功能基因组学研究的新型模式植物.文章对Micro-Tom 的由来和生物学特征作了概述,重点阐述了Micro-Tom 矮化微型的遗传机制以及该番茄在功能基因组学研究中的应用和遗传转化体系研究的进展.
【总页数】8页(P1257-1264)
【作者】刘小花;张岚岚;朱长青;陈昆松;徐昌杰
【作者单位】浙江大学农业与生物技术学院园艺系,杭州,310029;浙江大学农业与生物技术学院园艺系,杭州,310029;浙江大学农业与生物技术学院园艺系,杭
州,310029;浙江大学农业与生物技术学院园艺系,杭州,310029;浙江大学农业与生物技术学院园艺系,杭州,310029
【正文语种】中文
【中图分类】S6
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番茄再生体系的建立
乔永旭
【期刊名称】《北方园艺》
【年(卷),期】2010(000)017
【摘要】以"田园6号"番茄子叶和下胚轴为试材,研究激素的种类和浓度对愈伤组织诱导、愈伤组织继代、不定芽分化及生根的影响,并研究了各因素对番茄愈伤组织褐变的影响.结果表明:MS+IBA 0.8 mg/L+6-BA 2.0 mg/L诱导所得愈伤最好,MS+IBA 1.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L最适于愈伤组织的继代,MS+IAA 0.5 mg/L+6-BA 2.0 mg/L和MS+IAA 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L分别在诱导外质体直接分化不定芽和愈伤组织分化不定芽上效果最佳,MS+IAA 0.5 mg/L是诱导不定芽生根的理想培养基.外植体种类和光照强度均对愈伤组织的褐化有一定的影响,10 mg/L 的VC和0.3%的活性炭则能减缓愈伤组织的褐化.
【总页数】3页(P174-176)
【作者】乔永旭
【作者单位】唐山师范学院,生命科学系,河北,唐山,063000
【正文语种】中文
【中图分类】S641.2
【相关文献】
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第24卷第2期2018年4月(自然科学版)JOURNAL OF SHANGHAI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)Vol.24No.2Apr.2018DOI:10.12066/j.issn.1007-2861.1773Micro-Tom番茄转基因植株再生体系的优化邱实1,张文举1,许馥慧2,邓志瑞1(1.上海大学生命科学学院,上海200444;2.同济大学生命科学与技术学院,上海200092)摘要:转基因植株的再生频率较低一直是植物基因工程研究的瓶颈之一.以番茄的Micro-Tom突变体为材料,探索了外植体植物激素配比、预培养时间、共培养时间、筛选剂对愈伤组织发生和不定芽生长的影响.结果表明:子叶比下胚轴更适合作为愈伤组织和不定芽诱导的外植体;当玉米素(zeatin,ZT)质量浓度为0.5mg/L,吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA)质量浓度为1.0mg/L时最有利于不定芽诱导;外植体预培养的适宜时间为3d,农杆菌和外植体共培养的适宜时间为2d;外植体对卡那霉素的耐受上限为40mg/L,替门汀的适宜质量浓度为150mg/L.实验所建立的转基因再生体系为Micro-Tom番茄的遗传工程应用奠定了基础.关键词:Micro-Tom番茄;玉米素;替门汀;遗传转化;农杆菌中图分类号:S641.2文献标志码:A文章编号:1007-2861(2018)02-0322-09 System optimization for tomato Micro-Tom transgenicregenerationQIU Shi1,ZHANG Wenju1,XU Fuhui2,DENG Zhirui1(1.School of Life Sciences,Shanghai University,Shanghai200444,China;2.School of Life Sciences and Technology,Tongji University,Shanghai200092,China)Abstract:Low redifferentiation frequency of transgenic plant is a major barrier in plant gene engineering.Tomato species Micro-Tom was used as the experimental material.Effects of plant hormone combination,preculture time,and co-culture time of kanamycin and timentin on callusogenesis and adventitious bud growth were explored.The results show that cotyledon is more suitable than hypocotyledon as explants for callusogenesis and adventitous bud bination of0.5mg/L zeatin(ZT)with1.0mg/L indole acetic acid(IAA)brings about the highest adventitous bud induction.Suitable preculture time for explants is3d,and that for co-culture with Agrobacterium tumefaciens is2d.The upper tolerance limit of explant to kanamycin for selection is40mg/L and suitable timentin concentration for Agrobacterium tumefaciens inhibition is150mg/L.The estab-lished system may provide a good base for genetic engineering for Micro-Tom tomato.Key words:Micro-Tom tomato;zeatin(ZT);timentin;genetic transformation;Agrobac-terium tumefaciens番茄(Solanum lycopersicum)作为重要的模式植物,其基因组大小为950Mbp,共编码35000个基因,遗传学背景较为清楚.Micro-Tom是一种番茄突变体,具有生命周期短、株型收稿日期:2016-04-25通信作者:邓志瑞(1964—),男,副教授,博士,研究方向为植物生理与分子生物学.E-mail:dengzhirui@第2期邱实,等:Micro-Tom番茄转基因植株再生体系的优化323矮小,比普通番茄更适合用于遗传转化的特点[1-2].但与其他植物一样,Micro-Tom在遗传转化后往往出现愈伤组织和再生植株诱导频率下降的问题.这主要与所使用的遗传转化条件和植株再生体系有关.有研究表明,外植体的选用对于愈伤组织诱导和植株再生有较大的差异.卡那霉素常被用来筛选转基因阳性候选植株,但过高浓度的卡那霉素也会对候选植株的生长造成影响.不同的外植体所适用的浓度有所不同[3],一般用量为100∼200mg/L[4].在遗传转化体系中,往往选用羧苄青霉素或头孢霉素作为抑菌抗生素,用于抑制多余农杆菌和杂菌的生长,但因用量较大,在一定程度上也会抑制外植体的生长[5].替门汀作为相对较新的抑菌抗生素,其抑菌应用在选择培养过程中还处于早期尝试阶段.本实验选用番茄Micro-Tom的子叶和下胚轴作为外植体,以愈伤组织发生和不定芽的生长作为指标,对植物激素配比、预培养时间、共培养时间、抗生素浓度等参数进行了探索,初步建立了番茄Micro-Tom的遗传转化体系,为后续的遗传转化研究奠定了基础.1实验材料与方法1.1实验材料外植体来源与选择.首先将Micro-Tom种子(PanAmerican Seed公司)依次用75%乙醇、20%次氯酸钠和无菌水进行灭菌处理,然后将种子置于种子萌发培养基(1/2MS+3%蔗糖+0.2%植物凝胶)中进行培养.1周后种子萌发并生长到子叶期.选取幼苗子叶和下胚轴,分别切成0.5cm2的叶盘和0.5cm的茎段,置于预培养基中,使切口接触培养基.菌种、质粒与引物.用于转化的农杆菌株为ATHV(KWS种子公司),载体质粒为含抗卡那霉素的nptⅡ基因pGPTV-ESK1i(KWS种子公司).根据载体质粒的外源DNA片段(同一片段正向和反向插入在不同的位置)序列设计了用于鉴定转基因阳性植株的一对引物(由上海生工生物工程公司合成).正向引物pRNAintroF序列为5’-GGAAAATGTCGTGTTGTGGTC-3’;反向引物pRNAiterR序列为5’-CCTGCAGGTCACTGGATT-3’.两个引物间的片段长度为720bp,如果其聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)产物长度为720bp,就说明携带外源基因的质粒进入了植物组织.培养基的制备.MS培养基、1/2MS培养基购自于Phyto Technology公司;蔗糖、植物凝胶、吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA)、玉米素(zeatin,ZT)、卡那霉素、替门汀等均购自于上海生工生物工程公司.激素和抗生素采用过滤灭菌,在培养基灭菌后且未冷却时加入.预培养基、共培养基、选择培养基、生根培养基的基本组分均为MS+3%蔗糖+0.2%植物凝胶.农杆菌的制备与侵染.将携带表达载体质粒的农杆菌单菌落置于YEB培养基中,28◦C 黑暗条件下震荡培养.OD600=1.0时收集菌体,悬浮于MS培养基中.侵染预培养后的外植体10min,并用无菌滤纸吸去外植体表面的多余菌液.将侵染后的外植体置于共培养基上,28◦C 避光培养.转基因植株的鉴定.DNA提取使用Ezup柱式植物基因组DNA抽提试剂盒(上海生工生物工程公司),PCR反应使用即用型PCR扩增试剂盒(上海生工生物工程公司).1.2实验方法1.2.1ZT浓度对愈伤组织发生和不定芽生长的影响选取IAA作为组织培养的生长素,ZT作为细胞分裂素.培养基中保持IAA质量浓度为1.0mg/L不变[6],同时加入不同浓度的ZT进行配比组合.将子叶和下胚轴外植体置于培养基中,在温度25◦C,光照强度6000lx,光周期16h条件下进行培养.对比不同ZT浓度下愈伤324(自然科学版)第24卷组织和不定芽的生长情况,确定适宜愈伤组织和不定芽诱导的ZT浓度.1.2.2不同外植体愈伤组织形成和再分化的差异将子叶和下胚轴外植体置于MS培养基中,在温度25◦C,光照强度6000lx,光周期16h 条件下进行培养.每14d将外植体继代一次,连续培养6周.每天观察并记录生长情况.1.2.3预培养时间对外植体不定芽生长的影响在温度25◦C,光照强度6000lx,光周期16h条件下培养子叶外植体.分别在培养0,3, 5和7d后用农杆菌侵染,然后共培养和选择培养.待出芽情况稳定后,统计出芽的外植体数量,计算不定芽诱导率.1.2.4共培养时间对外植体不定芽生长的影响将5组经过侵染的子叶外植体分别共培养1,2,3,4和5d.每天观察外植体生长及农杆菌污染情况,将未长出农杆菌菌苔的子叶外植体转移至选择培养基继续培养.待出芽情况稳定(大约14d)后,统计出芽的外植体数量,计算不定芽诱导率.凡是共培养之后出现农杆菌的就认为是被污染,并计算污染率.1.2.5抗生素对愈伤组织发生和不定芽生长的影响将外植体直接接种到含不同浓度卡那霉素的MS培养基上.待出芽情况稳定后,统计愈伤组织形成率和不定芽诱导率,确定番茄遗传转化中用于筛选阳性株的卡那霉素浓度.将经过预培养、农杆菌侵染和共培养后的外植体,转至含不同浓度替门汀的MS培养基上,在温度25◦C,光照强度6000lx,光周期16h条件下进行培养.根据外植体不定芽诱导率,确定番茄遗传转化中用于抑菌的替门汀浓度.1.2.6再生植株的获得根据1.2.1∼1.2.5节所确定的实验条件,待不定芽长成2∼3cm的幼苗时,单独切下,转移至生根培养基(MS+1.0mg/L IBA+3%蔗糖+0.2%植物凝胶)上,每个培养瓶放置1∼2株.取生根的幼苗,洗净根部的琼脂后,移栽于装有草炭、蛭石和珍珠岩(体积比为3∶1∶1)的花盆中,并在上面加盖保湿薄膜,保持3∼5d,再逐渐揭去保湿薄膜,得到初步炼苗成功的番茄植株.将幼苗移至土壤中进行培养,直至生长稳定.1.2.7转基因阳性候选植株的鉴定随机选择转基因阳性候选植株的叶片,按照DNA抽提试剂盒说明书提取DNA,并使用引物pRNAiterR和pRNAintroF进行PCR鉴定.PCR反应程序如下:首先94◦C预变性5min;然后以94◦C变性30s、55◦C退火30s、72◦C延伸30s为一个循环,共进行35个循环;最后72◦C延伸10min.1.2.8数据处理愈伤组织形成率和不定芽诱导率的计算如式(1)和(2)所示.每组实验培养90个外植体,重复3次.显著性分析方法选用邓肯新复极差测验.愈伤组织形成率=产生愈伤组织的外植体数接种总外植体数×100%,(1)不定芽诱导率=分化出芽的愈伤组织数接种总外植体数×100%.(2)2结果与分析2.1ZT浓度对愈伤组织发生和不定芽生长的影响在不同的ZT浓度下,子叶和下胚轴诱导愈伤组织和不定芽的情况如表1所示.可以看出,子叶和下胚轴的愈伤组织诱导率随ZT浓度的增加而升高,但不定芽诱导率呈先升高后降低的第2期邱实,等:Micro-Tom番茄转基因植株再生体系的优化325趋势.这说明在一定浓度范围内,较高浓度的ZT有利于不定芽的分化,但ZT浓度过高对不定芽的诱导却产生了抑制作用.由表1可见,当ZT质量浓度在0.5mg/L时,子叶和下胚轴的不定芽诱导率都是最高的,与0.2mg/L ZT组和2.0mg/L ZT组存在显著差异.结果表明,不定芽分化适宜的培养基激素配比为1.0mg/L IAA+0.5mg/L ZT.表1ZT浓度对愈伤组织形成和再分化的影响Table1Effects of ZT concentrations on callus formation and redifferentiationZT浓度/(mg·L−1)愈伤组织诱导率/%不定芽诱导率/%子叶下胚轴子叶下胚轴0.291.11±2.94a97.8±1.11a78.89±4.01a76.67±1.11b0.598.89±1.11b100.00±0.00b87.78±2.94b81.11±5.09c1.0100.00±0.00b100.00±0.00b83.33±3.85ab72.22±6.19b2.0100.00±0.00b100.00±0.00b77.78±4.99a55.56±5.88a注:不同字母表示差异达到显著水平(P<0.05).2.2不同外植体愈伤组织形成和再分化的差异在同样条件下,子叶和下胚轴愈伤组织的形成和再分化有一定的差异(见表2),在愈伤组织和不定芽诱导以及生根所需时间上,前者都少于后者,分别为29和35d(前者比后者少了近六分之一).根据表1和2的实验结果可以确定,子叶比下胚轴更适合作为遗传转化体系所使用的外植体.表2愈伤组织形成和再分化所需要的培养时间Table2Time needed for callus formation and redifferentiation d 外植体类型愈伤组织形成时间不定芽形成时间根形成时间子叶61529下胚轴81635注:培养基组分为MS+3%蔗糖+0.5mg/L ZT+1.0mg/L IAA+0.2%植物凝胶.2.3预培养时间对不定芽生长的影响表3为预培养天数对不定芽生长的影响.可见,预培养3d的外植体不定芽诱导率明显高于预培养0,5和7d,且分别是预培养0d的2.7倍,以及预培养5,7d的1.7倍.这说明不经过预培养或预培养时间过长均不利于不定芽的形成.因此,用于转化的外植体预培养的适宜时间为3d.表3预培养时间对不定芽生长的影响Table3Effects of preculture time on adventitous bud growth预培养时间/d出芽外植体数/个不定芽诱导率/%07.33±2.088.15±2.31a319.67±4.7321.85±5.25b511.67±1.5312.96±1.70a711.33±2.3112.59±2.57a 注:(1)培养基组分为MS+3%蔗糖+0.5mg/L ZT+1.0mg/L IAA+0.2%植物凝胶;(2)不同字母表示差异达到显著水平(P<0.05).326(自然科学版)第24卷2.4共培养时间对不定芽生长的影响经过14d的选择培养,外植体不定芽诱导率及农杆菌污染率如表4所示.可以看出:共培养2d的外植体的不定芽诱导率最高,达26.3%,且没有出现农杆菌污染;共培养3d或更长时间的外植体,从共培养的第3天起,子叶切口处就开始褐化,培养基出现农杆菌菌落,不定芽诱导率降低.分析该现象的原因,可能是由于过度生长的农杆菌严重影响了外植体的生长,导致不定芽诱导率快速下降.而当共培养少于2d时,农杆菌对植物细胞不能有效转化,不定芽诱导率更低.根据上述结果,在遗传转化过程中,适宜的共培养时间为2d.表4共培养时间对不定芽生长的影响Table4Effects of co-culture time on adventitous bud growth共培养时间/d不定芽诱导率/%污染率/%18.52±2.57a0.00±0.00a226.30±3.90c0.00±0.00a315.93±2.57b 1.11±0.64a412.96±1.70ab 6.30±2.80b513.33±1.93ab13.33±2.94c 注:(1)培养基组分为MS+3%蔗糖+0.5mg/L ZT+1.0mg/L IAA+0.2%植物凝胶;(2)不同字母表示差异达到显著水平(P<0.05).2.5抗生素对不定芽生长的影响抗生素对不定芽生长影响的统计结果如表5和6所示,其中CK表示对照组.从表5可以看出:随着卡那霉素浓度的增加,子叶外植体的不定芽诱导率显著下降;当卡那霉素浓度达到40mg/L时,子叶外植体生长停止,不定芽诱导率为0.根据上述结果,确定用于筛选抗性不定芽的卡那霉素浓度下限为40mg/L.表5卡那霉素对不定芽生长的影响Table5Effects of kanamycin on adventitous bud growth卡那霉素浓度/(mg·L−1)出芽外植体数/个不定芽诱导率/% CK81.00±6.2590.00±6.94e1066.00±4.3673.33±4.84d2018.00±1.7320.00±1.93c30 6.00±1.00 6.67±1.11b400.00±0.000.00±0.00a500.00±0.000.00±0.00a 注:(1)培养基组分为MS+3%蔗糖+0.5mg/L ZT+1.0mg/L IAA+0.2%植物凝胶;(2)不同字母表示差异达到显著水平(P<0.05).由表6可知,外植体的不定芽诱导率随替门汀浓度的增加呈先升高后降低的趋势.当替门汀浓度较低时,培养基会出现较为明显的农杆菌污染.随着替门汀浓度的增加,污染率逐渐降低.当浓度达到150mg/L时,替门汀可以完全抑制农杆菌的生长,同时不定芽诱导率也最高.根据上述结果,确定遗传转化过程中用于抑菌目的的替门汀的适宜浓度为150mg/L.第2期邱实,等:Micro-Tom番茄转基因植株再生体系的优化327表6替门汀对不定芽生长的影响Table6Effects of timentin on adventitous bud growth替门汀浓度/(mg·L−1)不定芽诱导率/%污染率/%CK40.00±6.78a53.33±7.78d5066.67±1.93bc16.67±1.93c10073.33±4.84cd 6.67±1.11b15076.67±6.67d0.00±0.00a20070.00±3.85bcd0.00±0.00a25063.33±2.22b0.00±0.00a 注:(1)培养基组分为MS+3%蔗糖+0.5mg/L ZT+1.0mg/L IAA+0.2%植物凝胶;(2)不同字母表示差异达到显著水平(P<0.05).2.6再生植株的获得再生植株的获得经历了愈伤组织诱导、不定芽发生、生根、生根后的移栽和炼苗等多个过程,整个培养过程的典型结果如图1所示,其中种子萌发培养基组分为1/2MS+3%蔗图1Micro-Tom番茄遗传转化的不同生长阶段Fig.1Different growth stages of Micro-Tom tomato for genetic transformation328(自然科学版)第24卷糖+0.2%植物凝胶,预培养基和共培养基组分为MS+3%蔗糖+0.5mg/L ZT+1.0mg/L IAA+0.2%植物凝胶,选择培养基组分为MS+0.5mg/L ZT+1.0mg/L IAA+40mg/L卡那霉素+150mg/L替门汀+3%蔗糖+0.2%植物凝胶,生根培养基组分为MS+1.0mg/L IBA+3%蔗糖+0.2%植物凝胶.2.7转基因阳性候选植株的鉴定以T0转基因植株的总DNA为模板,用引物pRNAiterR和pRNAintroF进行PCR检测,结果如图2所示,其中1为空白对照,2为阳性对照,3∼10为T0转基因候选植株,M为DM5000marker.可见,转基因阳性植株扩增出与阳性对照相同的720bp的目的片段,未扩增出任何条带的为假阳性植株.根据上述结果,初步确定目的基因已整合到Micro-Tom番茄基因组中.图2T0转基因番茄目标基因的PCR检测Fig.2PCR detection of target gene in T0transgenic tomato3讨论植物不同组织器官因分化程度和生理生化基础不同,其脱分化和再生潜能也有所区别.在番茄上已有用根、叶、花药、子叶和下胚轴进行离体培养获得再生植株的报道[7-8].有研究表明,由番茄花药等分化程度较高的组织培养形成愈伤组织的分化率不高,而利用根培养则对培养基中必需元素的要求非常严格[9].番茄的子叶和下胚轴作为外植体均能形成完整植株.虽然子叶、下胚轴的成苗明显优于其他外植体,但成苗的早晚和正常苗的比率有很大差异[10].本实验进一步比较了子叶和下胚轴作为番茄组织培养外植体的差异,发现在同样的激素配比条件下,子叶的不定芽诱导率高于下胚轴,并且子叶形成愈伤组织的时间、出芽时间和生根时间均少于下胚轴.在组织培养过程中,外源植物激素的使用必不可少.许多学者对不同激素配比和浓度进行了实验,但因激素种类和配比差异较大,结果不尽一致.外植体分化芽的能力除了要求一定的激素浓度外,更取决于培养基中细胞分裂素和生长素的种类和比例.在番茄的再生体系研究中,最常见的细胞分裂素为ZT和6-苄基腺嘌呤(6-benzyl aminopurine,6-BA)[11].陈丽萍等[12]和欧阳波等[13]的研究表明,在番茄再生体系中,ZT的效果好于6-BA,其一般用量为0.1∼2.0mg/L.番茄再生体系研究常选用IAA作为生长素,报道的用量为0.02∼4.00mg/L[6].本实验主要研究了ZT作为细胞分裂素对番茄外植体生长的影响,确定了培养基中ZT和IAA 的适宜质量浓度分别为0.5和1.0mg/L.这与已有的激素配比[11]类似,但也有一定的差异.例如王傲雪等[11]认为,更高浓度的ZT(2.0mg/L)和更低浓度的IAA(0.2mg/L)有利于番茄外植体的不定芽再生,激素浓度的差异也可能是由于实验所用的番茄品系不同所引起的.有些植物在转基因再生过程中不需要预培养.例如烟草和豇豆的叶片外植体不论是否经过预培养,其转化率均没有差异.有些植物的外植体在农杆菌侵染之前需要进行预培养,但对第2期邱实,等:Micro-Tom番茄转基因植株再生体系的优化329于预培养时间的长短,目前还没有定论,通常由基因型和外植体的种类来确定.以番茄叶片作为外植体时,其转化过程中一般需要进行2d的预培养[14],预培养后的番茄叶片转化率高于未经预培养的叶片[15].本实验发现,在Micro-Tom的遗传转化过程中,预培养时间为3d时对不定芽诱导最有利.这与之前报道的2d时间有所差别,但比较接近.推测产生这种差异的原因是因为Micro-Tom与张赛群等[15]研究的番茄品种(A21等)不同.遗传转化使用的载体质粒通常会携带某种抗生素抗性基因,以便于在遗传转化的选择培养阶段筛选到转化植株.培养基中的抗生素浓度对于筛选结果至关重要,既要保证杀灭非转化的外植体,又要保证对转化的材料没有明显的影响.因此,在进行遗传转化前有必要了解外植体对筛选抗生素的耐受能力,确定选择培养基中加入抗生素的最低浓度,从而实现杀死未成功转化的外植体并保留转基因外植体的目的.卡那霉素属于氨基糖苷类抗生素,它通过与植物细胞器叶绿体和线粒体中的核糖体30S亚基结合,从而在翻译过程中干扰蛋白质的合成,导致植物细胞死亡.在筛选时,非转化的细胞因不含该抗性基因而被抑制或杀死,而转化细胞由于获得了抗性,可以在含一定浓度的卡那霉素培养基上存活下来[16].张丽华等[3]比较了B01,B02, B03,B04这4个加工番茄品种对卡那霉素的耐受能力.结果表明,筛选番茄子叶、下胚轴外植体的卡那霉素适宜浓度约为75mg/L,并且子叶外植体相比下胚轴外植体对卡那霉素更为敏感.本实验结果也显示,Micro-Tom子叶外植体对卡那霉素更加敏感,当卡那霉素浓度为40mg/L时,即可完全抑制Micro-Tom子叶外植体的生长.在农杆菌介导的遗传转化中,常使用抑菌抗生素抑制转化后农杆菌的生长.因为共培养后,外植体的表面以及内部会残留农杆菌,容易发生污染,因此对于抑菌抗生素的选择,原则上要兼顾对农杆菌生长的有效抑制和对转化外植体再生的没有抑制.共培养之后,用于杀灭或抑制农杆菌的常用抗生素种类有羧苄青霉素(carbenecillin,Carb)、头孢霉素(cefotaxime,Cef)、替门汀等,其中Carb和Cef的应用最广泛.通常认为Cef可以抑制外植体的不定芽分化,Carb 能抑制根的形成[17].替门汀是一种新型的有效抑制农杆菌的特效抗生素,其组分为替卡西林钠及克拉维酸钾,二者质量比为15∶1.克拉维酸钾单独抗菌时作用甚微,这是因为多种革兰氏阳性菌(G+)和阴性菌(G−)都能产生β-内酰胺酶,这类酶能在青霉素作用于病原体之前将其破坏.替卡西林钠是一种β-内酰胺酶不可逆性高效抑制剂,通过阻断β-内酰胺酶破坏细菌的防御屏障,恢复细菌对克拉维酸钾的敏感性.因此,克拉维酸钾与替卡西林钠配合使用使替门汀成为具有广谱杀菌作用的抗生素[18].替门汀在抑制农杆菌的同时,对于植物材料的影响很小,特别适合较难转化材料的转基因[19].Cheng等[20]的研究结果表明,替门汀在烟草遗传转化中的使用浓度一般为500mg/L左右,但本实验结果表明,当替门汀浓度达到150mg/L时即可完全抑制外植体表面的农杆菌生长.推测原因可能是Cheng等[20]研究中使用的农杆菌菌株LBA4404与本实验中的菌株AHTV对替门汀的敏感程度不同.4结束语本实验优化了番茄Micro-Tom的转基因再生体系,为Micro-Tom的基因工程研究奠定了基础.除了本实验中的这些较为重要的因素外,植物遗传转化还受到许多其他因素的影响.因此,Micro-Tom的遗传转化体系还需要进一步深入研究.参考文献:[1]M eissner R,J acobson Y,M elamed S,et al.A new model 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