[发明专利]一种小麦遗传转化受体的培养方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于植物组织培养和遗传转化技术领域，具体涉及一种小麦遗传转化受体的培养方法及应用，本发明以小麦成熟胚为外植体，通过组织培养得到分生组织团，并利用获得的分生组织团作受体进行基因枪遗传转化获得转基因植株。

背景技术

小麦隶属于禾本科小麦属，是世界上最重要的粮食作物之一，在国民经济、社会发展及粮食安全等方面占据主要地位。随着世界人口的不断膨胀，对粮食的需求量也在不断增加，粮食的高产优质成为全世界育种家的共同目标。

相对于传统育种技术，新的育种技术不断涌现，其中转基因技术正在育种界中发挥主要作用。与重要粮食作物水稻、玉米相比，小麦因其基因组大、重复序列多、调控体系异常复杂等因素，遗传转化工作相对滞后。1992年，Vasil等人以长期培养的胚性愈伤组织为外植体，通过基因枪轰击将编码β-葡萄糖苷酶（β-glucuronidase）的gus基因及抗除草剂基因bar导入小麦品种“Pavon”，获得了世界上第一例转基因小麦植株。之后通过各国学者的不断努力，利用基因枪技术获得了不同品系的转基因小麦植株，基因枪技术也得到不断完善，但依然存在费用高、易出现嵌合体、外源片段一般为多拷贝整合、转基因后代易出现基因沉默等问题。农杆菌介导转化法是双子叶植物常用的遗传转化方法，因其成本低、操作简单、外源基因一般为单拷贝整合等优点引起育种家的强烈关注，但由于单子叶植物不是农杆菌的天然寄主，难以利用此方法进行小麦的遗传转化。直到1997年，Cheng等建立了一个由农杆菌介导的小麦快速转化体系，获得了转基因植株。虽然农杆菌介导法在小麦中得到应用，但转化频率低，一直以来未有较大突破。花粉管通道法是我国科学家周光宇在1978年提出，但因重复性和稳定性差、经验性强，转化率低、后期检测比较困难等问题，未在世界范围得到广泛应用。

目前，小麦遗传转化的效率主要受制于基因型和受体来源，克服基因型依赖性、培育合适的受体和建立高效的再生体系是转化频率提高的保证。现今在小麦遗传转化中用到的受体多以幼胚或其愈伤组织为主，转化频率较高的基因型多为模式小麦（例如Bobwhite）。基因枪转化频率分别为0.1%～16.7%（Jiarui Li,et al.,2012）。除了幼胚以外，也有以小麦幼穗、花药、花序等作为受体，但这些材料的取材均受季节限制，给转化工作带来不便，成熟胚取材不受季节限制、取材方便，以其诱导的愈伤或胚性愈伤组织在小麦遗传转化中得到应用并获得转基因植株，但转化频率更低。近年来，利用小麦幼胚愈伤诱导丛生芽及茎尖诱导丛生芽（Sanjay Singh Parmar，et al.,2012）引起关注，但起步较晚，相关文献报道较少，转化工作进展缓慢。

本发明利用小麦成熟胚诱导形成的分生组织团，诱导周期短，分生组织团表面光滑致密，细胞生长状态均一，具有很强的再生能力，可在短时间内获得大量的再生植株，可在一定程度上提高遗传转化的频率，是一种值得关注的新型受体。经文献查阅，国内未见有关分生组织团培养及其在遗传转化中应用等方面的报道，也未见相关的专利技术公开或使用。

发明内容

本发明的目的在于克服小麦现有再生体系再生率低及遗传转化受体范围有限，且受体材料取材受季节限制、转化频率低等的缺陷，以小麦成熟胚经诱导培养快速得到分生组织团,进行再生和遗传转化，以建立小麦高频再生体系及提高小麦遗传转化频率。

本发明提供了一种小麦遗传转化受体即分生组织团的培养方法，此方法简单易行，培养周期短、效率高。

本发明提供了一种小麦成熟胚诱导的分生组织团在遗传转化中的应用，此受体再生能力强，可快速获得大量转化再生植株，提高遗传转化频率，缩短育种周期，加快小麦遗传改良进程。

本发明的技术方案如下所述：

一种利用小麦遗传转化受体即分生组织团培养快速获得再生植株的方法，其过程包含下列步骤：

（1）选取健康、饱满的成熟冬小麦或春小麦种子放入三角瓶中，用75%酒精处理3-5分钟，无菌水冲洗1-3次，0.1%升汞溶液处理7-15分钟，最后用无菌水冲洗3-5次，在三角瓶中加入无菌水，于25℃条件下浸泡14-18h，备用；