[00128420]橡胶树原生质体培养植株再生体系的建立

①课题来源与背景 课题由海南省自然科学基金项目“橡胶树原生质体培养植株再生体系的建立”（311089）资助,为建立高效的橡胶树原生质体培养植株再生体系,扩展橡胶树进行遗传改良的方式而设立。 ②研究目的与意义 本项目的研究目的是通过对橡胶树悬浮细胞原生质体分离和培养过程中各个环节的研究,建立高效的橡胶树原生质体培养植株再生体系,藉此充分挖掘橡胶树中可利用的基因资源（包括核质基因组和胞质基因组）,从而扩展橡胶树进行遗传改良的可行方式,尤其是可推动利用体细胞杂交育种技术和单细胞起源的基因工程技术等生物技术育种方式进行橡胶树品种改良的进程。此外,经原生质体培养获得的遗传性状较一致的再生植株有望可为橡胶种植业提供大量优质的砧木。因此,本项目的研究不仅具有重大的理论研究意义,而且具有重大的实践指导意义和广阔的应用前景。 ③主要论点与论据 我国目前主要通过传统的有性杂交育种方式来改良橡胶树品种。然而有性杂交仅能转移部分核基因组,对于控制许多重要农艺性状的胞质基因组的转移则无能为力,且存在性不亲和性等问题,使得可利用的基因资源受限。通过建立橡胶树原生质体培养植株再生体系,在此基础上开展橡胶树体细胞杂交育种或基因工程育种可克服以上问题。体细胞杂交不仅可以转移核质基因组,还可转移胞质基因组,并在一定程度上克服远缘杂交的不亲和性,配合使用常规育种技术,有望选育出优良材料,在育种上具有非常广泛的应用。 橡胶树原生质体的再生除了与采用的培养基组分、培养方法和看护细胞的种类等因素有关外,更重要的是与品种的基因型有关,不同品种的原生质体再生其难易程度有很大差别,因此在研究过程中根据所采取的具体实验材料展开深入全面的探索,确定了分离原生质体最佳的酶解配方以及适合原生质体再生培养的培养基组分、看护细胞的种类及其含量,筛选了合适的体胚发生和植株再生培养基,首次建立了国内橡胶树品种原生质体培养植株再生体系。 ④创见与创新 橡胶树原生质体的培养具有品种和基因型依赖性,目前国际上有且仅有一个橡胶树品种的原生质体培养获得成功。本项目选取中国热带农业科学院自主研发的高产品种为材料,在国内率先开展橡胶树原生质体培养及其植株再生的研究。成功建立了相对高效的橡胶树原生质体培养植株再生体系,为利用体细胞杂交技术和单细胞遗传转化技术对橡胶树进行品种改良奠定坚实的基础。 在唯一报道成功的橡胶树RRII105原生质体培养体系中,采用的看护培养基为KPR培养基,成分复杂且含有许多较珍贵的维生素,不仅价格昂贵且配制操作繁杂,此外该文献采用的看护细胞为其它物种的胚性悬浮细胞。本项目从这两点因素着重研究,大大简化了看护培养基的成分,并首次采用橡胶树自身物种的胚性悬浮细胞作为看护细胞,在学术理论和技术手段上均具有一定的创新性。 ⑤社会经济效益,存在的问题 橡胶树原生质体培养植株再生体系的建立可为利用体细胞杂交和遗传转化等技术手段进行橡胶树种质创新和品种改良提供良好的受体系统,从而拓宽橡胶树遗传改良的可行途径。此外,经原生质体培养获得的遗传性状较一致的再生植株有望可为橡胶种植产业提供大量优质砧木。 原生质体的来源胚性悬浮细胞系随着继代次数的增加胚性逐渐下降甚至完全丧失,影响原生质体培养的后续体胚诱导和植株再生。