香蕉体细胞胚发生相关基因的分离与表达分析

香蕉胚性细胞悬浮系建立及植株再生技术是实现香蕉遗传转化和细胞工程的基础。但香蕉的胚性发生非常困难，不同基因组类型和品种间差异极其明显，通过体胚发生途径获得再生植株的品种仍屈指可数。体细胞胚发生是限制香蕉基因工程和细胞工程得以广泛应用的主要因素。本研究拟采用抑制性差减杂交技术，以胚性发生较强的野生蕉胚性细胞悬浮系为材料，分离其体细胞胚发生过程中的差异表达基因，分析这些差异基因的表达及其在胚胎发生途径中可能作用，并利用转基因手段，将获得的候选胚发生相关基因转到失去胚性发生能力的贡蕉胚性悬浮系细胞，进一步验证这些基因的功能。试验结果对探求香蕉胚性悬浮系胚胎发育过程中的形态建成、组织分化以及胚胎发育的分子机理都具有重要的理论价值。同时，为深入研究香蕉体细胞胚发生发育规律及香蕉高效再生体系的建立提供技术参考，试验结果对促进香蕉基因工程和细胞工程研究工作的发展，促进香蕉新品种选育等都具有重要意义。

本项目构建了野生蕉胚性悬浮系激素诱导的胚胎发育差异表达cDNA文库，这些基因涉及基础代谢、蛋白结合、转录、细胞分化等功能。文库中发现了一些可能与体细胞胚胎发育相关的基因如TPD1基因、热激蛋白基因、谷胱甘肽-S-转移酶基因、锌指蛋白基因以及细胞壁富含羟脯氨酸糖蛋白基因等。从差异表达cDNA文库中克隆获得TPD1基因全长，定量PCR法分析证明该基因的表达与胚性发生相关。构建了TPD1基因的植物表达载体，利用农杆菌介导法，将其转到野生蕉中并成功获得了转TPD1基因的野生蕉。同时，项目建立了高效的香蕉遗传转化体系，为香蕉转基因育种提供了技术平台，利用该技术，获得了转CBF1基因、rolC基因、chit42基因的大蕉和夫人指蕉等转基因香蕉。项目还建立和更新了香蕉重要品种和资源的胚性细胞悬浮系，为进一步研究香蕉胚性发生提供材料