竹子遗传转化体系的优化

Bamboo industry is important in China, and retardation of bamboo breeding has become the restrictive factor of it. Gene transformation is an efficient approach to increase productivity and quality in plants. However, there have been no successful reports on bamboo gene transformation till now, because a stable and efficient regeneration system, the prerequisite to bamboo gene transformation, is still not completely established yet. Based on a preliminary bamboo genetic transformation system established by us, we want to optimize the conditions about it through enhancing the bamboo regeneration ability by selection of better explants and assistance of exogenous genes such as ipt, NIR and KN1, etc. Our research will not only establish an important technology platform for bamboo breeding and functional genes verification, but also favor to understand the mechanism of bamboo regeneration.

竹业在国民经济中有重要地位。竹子常规杂交与选择育种难以实施，育种水平落后成为限制竹产业提升的瓶颈因素。转基因是有效育种手段，但由于竹子高效再生体系难以建立，限制了竹子转基因工作的开展。我们通过遗传转化参数优化，初步建立了版纳甜龙竹遗传转化体系，发现转基因苗比率(33%)较对照组分化苗(47%)低，但改进空间不是很大，而不同竹种、同一竹种不同外植体的再生能力差别很大；与继续优化遗传转化参数相比，提升竹子再生能力对大幅度地提高遗传转化效率可能更为有效。因此，本项目拟研究外植体种类(含竹子种类、外植体类型)与ipt等外源基因对竹子再生能力的影响，通过外植体材料筛选与外源基因辅助等手段提高竹子再生能力，建立优化的遗传转化体系。本项目可建立稳定高效的竹子遗传转化体系，解决竹子转基因难题，提升竹子育种水平；还为项目组及其它竹子研究人员提供竹子基因功能验证的技术平台；并为了解竹子再生机制打下良好基础。

竹业在国民经济中有重要地位。竹子常规杂交与选择育种难以实施，育种水平落后成为限制竹产业提升的瓶颈因素。转基因是有效育种手段，但由于竹子高效再生体系难以建立，限制了竹子转基因工作的开展。为建立高效稳定的遗传转化体系，项目组开展了如下工作：1、研究了不同竹种、不同外植体对再生能力的影响，筛选出具有较强再生能力的竹种，以种胚、芽尖、花序等为外植体，建立了多个竹种的稳定高效的再生体系，为后续的遗传转化研究提供了可靠保障。2、测定了竹子NiR酶活性，发现竹子NiR酶活与再生能力密切相关，为后续研究竹子再生机制打下了良好的基础；从再生能力强的版纳甜龙竹中克隆了NiR同源基因，该基因在水稻中过表达能促进水稻的再生与遗传转化，该基因可应用于竹子或其它禾谷类植物的遗传改良。3、通过对竹子遗传转化参数的优化，建立了版纳甜龙竹与草本竹的遗传转化体系，并且将抗寒基因CodA、分蘖基因HTD2、开花基因PvSOC1等成功地转入竹子，为竹子遗传育种奠定了基础，也为竹子基因的功能验证提供了技术平台。4、为避开竹子组培再生难题，对竹子非组培转基因技术进行了探索，可作为常规转基因技术的补充。本研究对保持我国在竹子研究方面的领先地位、保障我国竹产业的高效可持续发展方面均有重要意义。