谷子毛狀根誘導方法的建立與優化

萬夷曼 肖圣慧 白依超 范佳音 王 琰 吳長艾

山東農業大學生命科學學院, 山東泰安 271000

谷子(Setaria italicaL.)是重要的禾本科糧飼作物, 具有適應性廣、營養豐富、節水性突出、生長周期短、基因組小、二倍體自花授粉和單穗結實多等特點, 已成為研究C4光合作用、非生物響應和生物能產生的模式作物[1], 也是未來確保全球糧食安全和營養健康的重要作物[2]。對谷子基因組學、農藝性狀形成和遺傳機制的研究具有重要價值[3-4]。

根癌農桿菌介導谷子遺傳轉化的最大困難是基因依賴性以及農桿菌對谷子的低敏感性[5-6]。干燥成熟的谷子種子作為外植體, 利用根癌農桿菌介導谷子遺傳轉化效率達19.2%[7]。一種谷子新品種xiaomi誘導胚性愈傷組織作為外植體, 利用根癌農桿菌介導的xiaomi遺傳轉化效率約達23.28%[3]。以冀谷11谷子幼穗為外植體, 抗性愈傷組織獲得率為16.4%[8]。但根癌農桿菌介導的谷子遺傳轉化體系耗時較長, 需要4到5個月才可獲得轉基因幼苗, 且對谷子品種要求比較嚴格[9]。因此, 建立一種普遍適用且高效快捷的谷子遺傳轉化體系對谷子基因功能研究至關重要。

發根農桿菌攜帶的Ri質粒通過感染植物損傷部位, 可誘導產生大量生長迅速和毛狀分支多的毛狀根[10]。另外, 由于具有遺傳穩定、激素自主性、分化程度高和次生代謝產物含量高等特點[11], 毛狀根在農作物育種、醫藥合成、環境修復以及基因功能研究等方面具有廣泛應用[12-15]。發根農桿菌介導的遺傳轉化, 已在多種植物中獲……