[发明专利]获得谷子用于遗传转化的胚性愈伤组织和遗传转化的方法

说明书

本发明公开了一种获得谷子用于遗传转化的胚性愈伤组织和遗传转化的方法。本发明提供了获得谷子用于遗传转化的胚性愈伤组织的方法，包括：a1)将谷子的外植体接种于诱导培养基上进行诱导培养，获得初生愈伤组织；a2)将所述初生愈伤组织进行悬浮培养和继代，得到胚性愈伤组织细胞悬浮系；所述胚性愈伤组织细胞悬浮系即为用于遗传转化的胚性愈伤组织。本发明首次提供了一种谷子成熟种子来源的胚性愈伤组织，通过该胚性细胞的悬浮培养扩增；可以实现快速、高效、稳定的谷子遗传转化。本发明为开展谷子高光效(C₄)和耐旱抗逆等功能基因研究奠定了技术基础，为加快谷子的遗传育种研究和现代化农业发展提供了技术支持。

技术领域

本发明涉及植物组培以及植物基因工程领域，具体涉及一种获得谷子用于遗传转化的胚性愈伤组织和农杆菌介导的遗传转化的方法。

背景技术

谷子(Setaria italica(L.)P.Beauv.)，起源于我国，其驯化栽培历史可以追溯到11500年前，是世界范围内最古老的作物之一。谷子属禾本科(Gramineae)、黍亚科(Panicoideae)、黍族(Paniceae)、狗尾草亚族(Setatuubae)、狗尾草属(Setaria)，和玉米(Zea mays.)、高粱(Sorghum bicolor)、珍珠粟(Pennisetum glaucum)、黍稷(Panicummiliaceum)、甘蔗(Saccharum officinarum)等重要农作物有着很近缘的关系。谷子具有耐旱节水、耐瘠薄、营养高效和高光效(C₄植物)等特点，这些特征正是作物遗传改良的发展方向。因此谷子在功能基因组研究中受到越来越增强的重视。尽管近年来对于抗旱耐逆和C₄光合作用的分子生物学基础的研究已经有了多个模式物种，如拟南芥(Arabidopsisthaliana)、玉米和高粱等。但拟南芥属双子叶植物，和主要禾本科作物玉米、水稻、小麦等遗传上差距巨大，其抗旱耐逆研究结果难以在这些作物上应用。虽然玉米和高粱一直作为C₄光合作用研究的模式作物，但玉米是古四倍体，基因组复杂；且玉米和高粱都具有植株高大，难以在实验室培养间操作，生长周期长等问题，严重影响了研究效率，限制了它们成为模式作物进行相关研究。因此，为了弥补拟南芥等在抗旱耐逆方面研究不足，以及现有C₄模式植物的缺陷，急需寻找一个基因组较小、易于转化、自花授粉、抗旱耐逆的C₄高光效的作物作为新的C₄模式物种进行研究。谷子因是二倍体(2n＝2x＝18)，基因组仅有470M，大小与水稻相当(目前豫谷1号等多个基因型的基因组测序已经完成)，且为自花授粉作物(天然异交率3％～5％)，植株矮小适合实验室操作，生育期短且单株自交结实数量巨大，非常适合作为新的C₄光合作用和禾本科抗旱耐逆研究的模式作物开展相关研究。基因的功能研究以高效的遗传转化为前提，但已有的植物遗传转化体系在谷子均无效或者效率很低，遗传转化困难是限制谷子成为模式植物的首要制约因素。