离子束创建黄连木短童期突变体及开花诱导机制研究

黄连木是一种木本能源植物，在我国分布范围广，其果实和种子含油量高、油质好，是发展生物柴油的极具开发前景的油料树种。但黄连木童期过长（第一次开花一般要12年以上），使得黄连木常规育种工作和遗传改良进展缓慢；12年漫长的等待，对生产者和投资者的信心都是严峻的考验，从而严重制约了黄连木能源林的建设。本项目拟通过低能和高能离子束注入技术结合r-射线照射技术，在已有的突变体库的基础上，进一步扩大突变体群体，并在获得的突变体中筛选童期短、早开花结实的黄连木突变体；利用生物化学和分子生物学技术研究黄连木开花诱导的生理和遗传规律；同时开发黄连木的组织培养和快繁技术，使获得的突变体可以快速固定和大量繁殖，为优良黄连木树种的大面积种植和产业化推广提供技术支持。

本项目针对能源植物黄连木童期长的问题，拟通过离子束等诱变技术创造突变体，并筛选童期短、早开花结实的黄连木突变体、并利用分子生物学技术研究黄连木开花的遗传规律；同时开发黄连木的组织培养和快繁技术，为优良黄连木树种的大面积种植和产业化推广提供技术支持。项目主要取得三个方面的研究成果：.1. 诱变体系的优化和突变体创建和筛选.建立并优化了以黄连木愈伤、种子、枝条等离子束注入、γ-射线等诱变方式的诱变体系，200Gy的剂量对黄连木种子诱变效果较好；离子束的适宜诱变剂量为70-100Gy对愈伤的处理剂量参数需要减半。.利用建立的体系进行诱变，获得了一批突变体，筛选了3个有应用前景的突变材料，并进行了嫁接实验，有的植株嫁接2年后已开花。相关研究为木本能源植物诱变育种奠定了基础，同时为黄连木新品种选育提供了材料。.2. 开花关键基因的克隆和鉴定及遗传研究.利用同源克隆技术从黄连木雌株和雄株中分别克隆到1个(PcBLFYF1)和3个LFY基因(PcBLFYM1-M3)（Genebank accession number KC174707-KC174710），4个等位基因之间在DNA水平上有5个位点存在多态性，在氨基酸水平上存在3个位点的多态性。为了验证LFY 的功能，将雌雄株中分离出的LFY基因构建于pCAMBIA载体中，并转化到拟南芥中进行了功能验证。.3. 黄连木组织培养和转化研究.建立了以茎段、子叶等为外植体的组培快繁体系,为优良种质的快繁育苗与保存奠定了基础。已利用建立的快繁体系，繁育了一批优良单株，可以用于新品种选育。建立了黄连木不同外植体的瞬间表达体系和黄连木愈伤的诱导体系，愈伤的分化问题是今后的研究重点。..项目发表研究论文11篇，2篇SCI期刊,2篇EI期刊，1篇ISTP,1篇SCIE, 5篇中文核心期刊，申请专利7项，其中2项已经授权。培养3名硕士研究生（已毕业），1名博士和2名硕士研究生在读。