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柚木(Tectona grandis L.f.)是世界著名的热带珍贵用材树种,广泛用于造船、桥梁、高级家具和雕刻等。柚木是我国热带、南亚热带地区的主要造林和经济树种,九省六十多个县(市)均有柚木引种栽培。我国没有柚木的天然分布,种质资源十分缺乏,其栽培受到土壤酸性、低温冻害、锈病、台风、野螟等许多问题的困扰。因此,开发柚木的遗传转化技术,研制抗寒、抗虫、抗病、速生的转基因新品种,对于我国柚木的推广栽培具有重要意义。本研究对农杆菌转化柚木愈伤组织的参数、转化腋芽原基的参数、腋芽原基解剖结构、转化植株的筛选、转化植株的鉴定等开展了系列研究,得出的主要结论如下:1) EHA105转化柚木愈伤组织的适宜参数为:预培养时间11~13天,菌液光密度0.4~0.5,接种时间25分钟,共培养时间7~9天,共培养pH值6.0。LBA4404的适宜参数为:预培养时间11~15天,菌液光密度0.5~0.8,接种时间25分钟,共培养时间13天,共培养pH值5.6~6.2。重新悬浮的作用明显,乙酰丁香酮的作用不明显。不同无性系对农杆菌转化的敏感性不一样,7813、108和7531三个无性系的愈伤组织具有较高的转化率。但柚木愈伤组织的再生能力非常低,暂时难以通过愈伤组织的再生获得转基因植株。2)柚木的腋芽原基位于紧贴叶柄着生点上侧的茎段表面,在垂直方向上正好紧贴节棱边的上侧。紧贴节的上侧切断茎段时,切口对准腋芽原基的几率最高,最容易诱导农杆菌对腋芽原基的转化。腋芽原基受到创伤后所具有的恢复和发育能力,使得被农杆菌转化的腋芽原基细胞在筛选过程中能逐渐替代整个腋芽原基,并发育成完整的转化腋芽。3) LBA4404转化柚木腋芽原基的适宜参数为:预培养时间3~5天,菌液光密度0.5,共培养时间5~9天,共培养pH值5.6~6.0,共培养温度27℃,侵染率高的无性系为108,外植体为增殖培养26~36天的上部和中部枝段。EHA105转化柚木腋芽原基的适宜参数为:预培养时间3~5天,菌液光密度0.5,共培养时间3~6天,共培养pH值5.2~5.4,共培养温度27℃,侵染率高的无性系为108,外植体为增殖培养36天的中部和上部茎段。4)柚木愈伤组织对卡那霉素比较敏感,低浓度时即可有效抑止其萌发。适宜于抑制108无性系愈伤组织萌发的卡那霉素浓度为20~25mg/L,7531无性系为15~20mg/L。具有一定大小的愈伤组织团的卡那霉素抗性明显加强,能有效抑止108无性系愈伤组织团生长的卡那霉素浓度为75mg/L。5)柚木腋芽原基对卡那霉素的抗性存在基因型差异,适宜于抑制7663无性系腋芽萌发的卡那霉素浓度为50mg/L,8003无性系为50~100mg/L,7557和108无性系为100~150mg/L。柚木腋芽原基转化的筛选过程需要变动选择压力,108无性系的适宜筛选程序为:150mg/L卡那霉素、250mg/L头孢霉素和250mg/L羧苄青霉素筛选与脱菌18天→50mg/L卡那霉素、250mg/L头孢霉素和250mg/L羧苄青霉素筛选与脱菌18天→100mg/L卡那霉素、250mg/L头孢霉素和250mg/L羧苄青霉素筛选与脱菌18天→100mg/L卡那霉素筛选与繁殖转化植株。6) GUS染色结果表明,采用腋芽原基转化法转化柚木无性系是可行的。以外植体计算,LBA4404和EHA105两个菌种的转化率均为0.185%。以通过筛选培养的T0代植株计,LBA4404和EHA105两个菌株的转化率分别为11.11%和18.18%。PCR扩增结果证实,T-DNA已稳定整合到GUS染色为阳性的4个转化植株的基因组中。本研究首先以腋芽原基转化法获得了转基因植株,该转化法具有如下特点:转化的操作简便;外植体材料来源充足;转化植株的遗传稳定性好;可克服再生困难而不易受植物种类和基因型的限制;能与常规无性系育种紧密接合,获得的转基因新品种能直接推广利用等。