摘要
充分挖掘作物高效利用营养元素的遗传潜力，培育养分高效利用的农作物新品种，对农业可持续发展具有重要意义。本研究以26份优良普通小麦主栽品种（系）为材料，对影响小麦成熟胚愈伤组织诱导、分化和转化的因素进行了试验，进行了磷高效基因TaPHR1高效表达载体的构建和遗传转化研究。获得的主要研究结果如下： 1、以植物表达载体pROK2-Ubi为基础，设计带有酶切位点KpnI和BamHI的一对引物，从载体pAC25上扩增到目的基因TaPHR1。酶切回收后与同样双酶切的表达载体pROK2-Ubi连接，获得新的高效表达载体pTaPHR1，并用冻融法将其导入根瘤农杆菌LB4404菌株；同时，进一步将表达载体pTaPHR1中的启动子Ubi换为TaPT2，构建了表达载体pTaPHR1-PT2，为农杆菌介导的磷高效基因遗传转化研究奠定了基础。 2、通过对小麦成熟胚进行愈伤组织诱导及分化再生研究，明确了小麦基因型、吸胀时间、诱愈培养基2，4-D浓度、分化培养基KT浓度等是影响小麦成熟胚愈伤组织形成和分化再生的重要因子。利用剥胚法（embryo-isolated method，EI）诱导小麦成熟胚产生愈伤组织，并进行分化再生培养，筛选出了成熟胚出愈率高、愈伤质量好、分化成苗率较高的济麦22等基因型材料，确定了适宜的吸胀时间（18h）、诱愈（2 mg·L-12，4-D）、分化（5 mg·L-1KT）条件。 3、试验明确了侵染菌液浓度及侵染时间、高渗处理中蔗糖浓度、Ca2+离子处理、共培养中滤纸处理、共培养时间等因素，对小麦成熟胚愈伤组织遗传转化效率有较大影响。接种菌液浓度为OD600=0.6，浸染时间为60min时，抗性愈组率达到最大值4.08％；浸染前进行蔗糖高渗处理，当蔗糖浓度75 g·L-1时抗性愈组率最高（济麦22，2.90％；泰农18，2.78％）；侵染后20 mmol/L Ca2+处理，抗性愈组率达到最高（5.05％）；共培养过程中添加滤纸片可以提高转化效率，抗性愈组率达到4.29％；共培养3d，可使抗性愈组率获得最高，达到4.52％。 4.利用构建的磷高效表达载体pTaPHR1和建立的小麦成熟胚遗传转化体系将磷高效基因TaPHR1转入济麦22，获得了可育的转基因植株，经PCR检测初步证明目的基因已转入其中。
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