烟草毛状根多倍体诱导及其植株再生

为了提高烟草的烟碱含量，采用发根农杆菌遗传转化和人工染色体加倍技术，进行了烟草毛状根及其多倍体诱导、植株再生及其烟碱含量测定。结果表明，发根农杆菌atcc15834感染烟草叶片外植体8d后产生白色毛状根，15d后所有叶片外植体产生毛状根。毛状根能在无外源激素的ms固体和液体培养基上自主生长。pcr扩增结果显示发根农杆菌ri质粒的rolb和rolc基因以及冠瘿碱合成酶基因已在烟草毛状根基因组中整合并得到表达。烟草毛状根多倍体诱导的最适条件为0.1%的秋水仙素溶液处理36h，其多倍体诱导率为64.71%。经秋水仙素加倍的烟草毛状根多倍体植株再生的最适宜培养基为ms+6-ba2.0mg/l+naa0.2mg/l。与对照(二倍体非转化植株)相比，烟草二倍体毛状根再生植株的顶端优势减弱，腋芽增多，叶片变窄；而烟草毛状根多倍体再生植株茎更粗，节间变短，叶色更深，叶片的宽度和厚度均较对照明显增大。根尖细胞染色体压片观察证实，所获得的烟草毛状根多倍体再生植株为四倍体，其根尖细胞染色体数约为4n=96。盆栽实验表明,烟草二倍体毛状根植株和多倍体毛状根再生植株比对照植株延迟约21d开花。gc-ms检测表明，烟草毛状根多倍体再生植株的烟碱含量比对照及二倍体毛状根再生植株显著提高，分别约为对照及二倍体毛状根再生植株的6.90倍和4.57倍。