[发明专利]一种建立通用玉米再生体系的方法

说明书

发明领域

本发明涉及生物技术领域，具体说，本发明具体涉及一种建立通用玉米再生体系的技术领域。

背景技术

玉米是世界上第三大粮食作物，种植面积仅次于水稻和小麦。同时玉米又是重要的饲料作物。因此，提高玉米产量，改善玉米品质，关系到中国今后粮食安全的供给。通过常规育种进行玉米的遗传改良是现在玉米增产的主要途径之一，但有限的遗传资源和比较长的育种周期等因素往往限制了其应用的潜力。随着生物技术的迅速发展，各国育种学家广泛地应用生物技术将一些控制优良性状的外源基因导入玉米中，达到培育抗逆性强、抗病虫的玉米新品种的目的。有效的玉米的组织培养及再生是开展植物遗传转化的先决条件之一。

目前，人们已经能从玉米的多种外植体如幼胚、成熟胚、花药、幼苗的芽顶分生组织、幼苗叶基部、幼苗切段中诱导出愈伤组织，且成功地获得了再生植株，但以幼胚作为外植体最佳，也是目前应用最多的外植体。最早成功进行玉米体细胞组织培养的是Green，该体系也是西方科学家常报道的玉米组培标准体系，他们利用玉米幼胚作为外植体，在愈伤诱导培养基中(主要包括MS培养基附加2mg/L2，4-D，4mg/LNAA)诱导愈伤。分化再生培养基激素浓度为0.25mg/2，4-D和1mg/L NAA。培养条件为16小时光照和8小时黑暗，并成功地获得了有限的再生植株，但是所用5个测试品种之一未诱导出愈伤。(Green CE，Phillips RL.Plant regeneration from tissue culture of maize.Crop Sci，1975，15：417-421)。此后Lu等利用MS培养基，包含3-12％蔗糖附加0.25-2.0mg/L 2，4-D诱导出了愈伤组织，生根培养基利用MS培养基附加3％蔗糖1mg/L GA3，获得了不多的再生玉米植株(Lu C，Vasil IK，Ozias-AkinsP，Somatic embryogenesis in Zea mays L.Theor Appl Gene，1982，62：109-112)。Todorova等对8个不同基因型的玉米幼胚进行培养，诱导愈伤发生率从1-28％，只有两个品种的到再生植株，结果发现仅A619表现出良好的再生能力为20％(Todorova L，Kruleva M，Krapchev B.Maize immature embryo culture.Maize Genetics Cooperation Newsletter，1998，72：76)。

目前国内也相继报道以玉米幼胚为外植体诱导出愈伤组织。周逢勇等利用N6基本培养基诱导出的胚状体在微量元素改为MS微量元素的N6无激素培养基上分化成苗。待分化苗长出主茎后，移栽到温室中(周逢勇、王国英、谢友菊、崔洪志、郭三堆、戴景瑞(1998)玉米自交系P9-10遗传转化体系的建立.科学通报43(23)：2517-2521)。赵云云等对综31等自交系利用D培养基进行愈伤诱导，继代培养基中分别使用N6、B5、MS的微量成分以及N6和R有机成分等建立玉米再生体系(赵云云，周小梅，王国英玉米幼胚组织培养及其转化的研究，山西大学学报(自然科学版)，2006，29(3)：308-312)。李国圣等取玉米骨干自交系齐319和N10-6的幼胚为外植体，在加有2mg/L 2-4D的改良MS培养基上诱导胚性愈伤组织并得到再生植株(李国圣、杨爱芳、张举仁、毕玉平、单雷(2000)，玉米愈伤组织的遗传转化及抗除草剂植株再生.科学通报，45(20)：2181-2184)。肖莉杰利用MS+B5V为诱导培养基诱导愈伤，并在减少激素的分化培养基进行分化，在White培养基上生根培养，建立玉米再生体系(肖莉杰，苍晶，徐仲，侯艳华.黑龙江省骨干玉米自交系愈伤组织的诱导及植株再生，东北农业大学学报，2003，34(1)：63-6)。

因此综上所述大多数国外研究仅表明有些玉米品种不能再生或仅仅具有较低的再生频率，植株再生能力较好的基因型仍只限于模式自交系A188和B37及其衍生系等，不同研究培养基成份也不尽相同，由于试验条件和经验等限制，利用上述报道方法也很难重复出前人的研究结果。尽管国内也有很多报道获得了玉米再生植株，但也多利用MS培养基，诱导和再生效率多和玉米特定基因型有关如P9-10、综3和综31。培养基的成分是影响诱导率的主要因素之一，不同报道所使用的培养基配方也不尽相同，不同培养基的诱导能力和继代能力有很大差异。