生物能源作物柳枝稷人工穗芽形成机制研究

植物器官发生和器官发育逆转的机理解析一直是国内外生物学研究领域的热点和难点问题。柳枝稷因其生物学产量高，适应性广，防风固沙能力强，耐瘠薄，可利用边缘农田和荒漠化土壤，能源产出率高，在乙醇生产过程中易降解，被国际上确定为替代粮食生产燃料乙醇的首选生物能源作物。柳枝稷人工穗芽的形成涉及植物器官发生及器官发育逆转等复杂生命过程，而申请者前期研究建立了转化程序较为简便快捷的柳枝稷人工穗芽转基因体系。本申请项目以诱导程序简单，培养周期短、规模大、可周年生产的柳枝稷人工穗芽为研究对象，分别拟从细胞学、生理生化和分子生物学层次上对柳枝稷人工穗芽的形成机制进行较为系统的研究，剖析人工穗芽的形成规律，揭示人工穗芽发生及发育逆转的生物学机制，以期为明晰植物器官发生及器官发育逆转的机理研究提供理论参考。同时为通过植物快速繁育技术和转基因技术对柳枝稷乃至其他植物进行遗传改良提供研究基础和技术支持。

植物器官发生和器官发育逆转的机理解析一直是国内外生物学研究领域的热点和难点问题。柳枝稷因其生物学产量高，适应性广，防风固沙能力强，耐瘠薄，可利用边缘农田和荒漠化土壤，能源产出率高，在乙醇生产过程中易降解，被国际上确定为替代粮食生产燃料乙醇的首选生物能源作物。项目研究团队前期建立了柳枝稷人工穗芽诱导和遗传转化的技术体系，具有诱导和转化程序简单，培养周期短、规模大、可周年生产等特点。柳枝稷人工穗芽的形成涉及植物器官发生及器官发育逆转等复杂生命过程。本项目从细胞学、生理生化和分子生物学层次上对柳枝稷人工穗芽的形成机制进行了较为系统的研究，初步揭示了人工穗芽发生及器官发育逆转的生物学机制，并在此基础上建立了较为高效的柳枝稷人工穗芽诱导的技术体系。项目研究结果对解析柳枝稷乃至其它植物器官发生及器官发育逆转的机理研究具有一定参考价值，同时也为柳枝稷的遗传转化、植物无性繁育和同质基因型突变体的快速创制提供了基础。