Genetic Transformation System of Different Genotypes of Buckwheat: A Preliminary Study

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20200200027

Abstract

Abstract:

The aim is to utilize the basis of genetic transformation to break the bottleneck of buckwheat hybridization and germplasm innovation, and improve the research level of buckwheat. In this experiment, common buckwheat ‘PI647061’ and tartary buckwheat ‘ZNQ152’ were used as materials, and the hypocotyls were cultured by orthogonal experiment. The callus was infected by agrobacterium-mediated transformation, and the temporary expression of GUS gene was observed by histochemical staining. The results showed that MS + 2.0 mg/L 2,4-D + 1.0 mg/L 6-BA could make the calli ratio of hypocotyls reach more than 90%. In MS + 0.5 mg/L NAA + 1.0 mg/L 6-BA, hypocotyls of ten species of buckwheat had the highest differentiation rates, and the highest regeneration rate was 52.6%. The calli were infected by agrobacterium tumefaciens LBA4404, which carried the genetic transformation vector pRI201-AN-GUS. And the regenerated seedlings were obtained after selective culture, and then the blue spots of GUS gene expression were successfully observed in the leaves. The positive rate of transformation was 1.23%. This study provides a theoretical and practical basis for the exploration of the transformation of buckwheat excellent genes and the establishment of an effective genetic regeneration system.

Key words: Buckwheat, Plant Hormones, Callus, Orthogonal Experiment, Genetic Transformation

CLC Number:

S517

Wang Xinfang, Feng Jinfang, Hou Siyu, Feng Jinhua, Du Wei, Feng Hongmei, Han Yuanhuai, Liu Longlong, Ma Mingchuan, Wang Junzhen, Sun Zhaoxia, Li Hongying. Genetic Transformation System of Different Genotypes of Buckwheat: A Preliminary Study[J]. Journal of Agriculture, 2021, 11(8): 14-21.

Figures/Tables 8

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水平	因素
水平	A(品种)/个	B(2,4-D)/(mg/L)	C(6-BA)/(mg/L)
1	1 (ZNQ152)	1	0.25
2	2 (PI647061)	1.5	0.5
3	3 (PI890988)	2	1

水平	因素
水平	A(品种)/个	B(2,4-D)/(mg/L)	C(6-BA)/(mg/L)
1	1 (ZNQ152)	1	0.25
2	2 (PI647061)	1.5	0.5
3	3 (PI890988)	2	1

培养基	浓度配比
基本培养基	MS 培养基(4.47 g/LMS,30 g/L蔗糖,8 g/L琼脂)
愈伤组织诱导培养基	MS+ 2.0 mg/L 2,4-D+1.0 mg/L 6-BA
分化培养基	MS+1.0 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA
	MS+0.5 mg/L NAA +1.0 mg/L 6-BA
	MS+0.25 mg/L NAA+0.5 mg/L 6-BA
	MS+ 0.5 mg/L 6-BA

培养基	浓度配比
基本培养基	MS 培养基(4.47 g/LMS,30 g/L蔗糖,8 g/L琼脂)
愈伤组织诱导培养基	MS+ 2.0 mg/L 2,4-D+1.0 mg/L 6-BA
分化培养基	MS+1.0 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA
	MS+0.5 mg/L NAA +1.0 mg/L 6-BA
	MS+0.25 mg/L NAA+0.5 mg/L 6-BA
	MS+ 0.5 mg/L 6-BA

2,4-D/(mg/L)	6-BA/(mg/L)	PI647061	ZNQ152	愈伤生长速度	愈伤质地颜色
2,4-D/(mg/L)	6-BA/(mg/L)	下胚轴出愈率/%	下胚轴出愈率/%	愈伤生长速度	愈伤质地颜色
1.0	0.25	34.9	30.7	慢	紧实,偏红色
1.0	0.5	45.3	42.3	较慢	紧实,偏红色
1.0	1.0	49.4	46.7	较慢	紧实,偏红色
1.5	0.25	52.8	50.8	较快	疏松,白色
1.5	0.5	61.2	63.5	较快	疏松,白色
1.5	1.0	68.4	69.1	快	疏松,白色
2.0	0.25	82.1	80.2	较快	松散,嫩绿色
2.0	0.5	88.6	85.9	较快	松散,嫩绿色
2.0	1.0	94.5	92.6	最快	松散,嫩绿色