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基因工程和细胞工程技术在马铃薯、油菜、向日葵遗传育种中的应用研究

文献类型： 获奖成果

作者：

作者机构：

获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 三等奖

关键词： 育种;技术;遗传育种;工程技术;工程;油菜;遗传;基因工程;细胞;马;细胞工程技术;马铃薯;研究;基因;向日葵;应用研究;细胞工程

第一完成单位： 贵州省生物技术研究所

获奖时间： 2008

摘要： 本成果的主要研究内容有基因工程技术和细胞工程技术两个方面。基因工程技术有转基因研究、基因定位和QTL分析；细胞工程技术方面包括快繁制种研究、子房和胚培养、小孢子培养、原生质体培养和芽分化能力比较等。转基因研究主要是采用农杆菌双元载体的基因转化系统，将过敏反应促进蛋白基因（hrap）转入3个马铃薯品种中，获得的转基因植株具有抗晚疫病和抗青枯病的能力，建立了一套适用、高效的马铃薯抗病转基因体系和农作物转基因平台。基因定位和QTL分析主要是利用AFLP和SSR等分子标记技术，对向日葵体细胞胚发生进行研究，发现调控体细胞胚的基因分别位于第5、10和13条染色体上，主要涉及三个QTL位点，第5条染色体上的QTL位点对体细胞胚发生起正向调节作用；而在第13条染色体上，QTL位点对体细胞胚发生起负向调节作用。4个AFLP标记是最靠近体细胞胚发生基因的标记，可以作为该性状的辅助选择标记。 建立了高频率的油菜小孢子培养诱导双单二倍体植株再生体系，获得小孢子再生植株200多株；提出热激培养2天后小孢子是否膨大和膨大率的高低可作为衡量小孢子胚胎能否发生的一个有效指标；在小孢子膨大率高时，小孢子胚胎发生出现质的转变，表明小孢子培养密度和膨大小孢子的密度可能都具有集体效应。利用组培技术克服远缘杂交障碍，获得了新型不育基因和高油酸材料。这些新的基因导入栽培种中，能丰富育种材料的遗传背景并可望获得某一性状新的突破。建立了油菜快速繁殖核不育系制种体系，利用该技术生产杂交种，初花期不需要拔除约一半的可育株，省工省时，能提高制种产量和制种纯度；与父本同一天移栽和播种、或母本在父本播种后5天内移栽产量最高。父、母本最佳行比为1:4。适宜苗势指标为：苗带4～8片展开的绿叶，有3～8条根，根长1cm以上，茎长1～2 cm，苗深绿、矮壮，此类苗直接移栽大田成活率95%以上。完成了32个向日葵重组自交系及其2个亲本的原生质体培养，发现原生质体的分化能力是受多基因控制，正向调节的基因有累加作用。完成了36个向日葵重组自交系及其2个亲本的芽分化能力的比较。结果显示，重组自交系、F3家系与其亲本之间芽分化能力的差异达极显著水平，芽分化频率受基因型的影响很大。加性基因控制组织再生的效应很重要。一些重组自交系的芽分化率显著优于其亲本，它们聚集了较多的、来源于其亲本的控制芽分化能力的正效基因。 上述研究成果针对育种和农业生产中的关键问题，目的明确，具有实用价值和创新性。通过项目的实施，在国内外学术刊物上发表相关文章17篇，其中国外文献3篇，2篇为Sci收录；申请并获得受理的专利有3项。研究总体水平达到国内同类研究的先进水平，其中部分内容达到国际先进水平。

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