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棉花组织培养性状纯化及外源基因功能验证平台构建

获奖名称 国家技术发明奖 获奖等级 二等奖

获奖年度 2010 本所排名 单独完成

添加时间 二等奖 访问统计

获奖经历

获奖人员 李付广、张朝军、武芝侠、刘传亮、张雪妍、李凤莲

成果信息

 

        该项目针对国内“海量涌现”的外源基因亟需功能验证、棉花基因工程育种亟需材料创新等需求,从棉花遗传转化中“转化体系不稳定、转化周期长”等关键技术瓶颈入手,通过近10年的研究,在组织培养体系改良和棉花遗传转化技术方面取得了重要突破,从而建立了“外源基因在棉花上快速功能验证的技术平台”,提升了该领域的国际竞争力。

        通过遗传研究,发现棉花“组织培养体系不稳定、试验不能重复”的原因是品种间个体的遗传差异造成的。利用“棉花叶柄组织培养与高分化率材料选育方法(专利号:ZL200610089439.1)”和“一种棉花枝条扦插方法及其专用扦插生根剂(专利号:ZL200510088962.8)”专利技术,通过对实验室已建立了组织培养体系的36个品种进行定向选择,从中棉所24、中棉所27和冀合312、中091等4个品种(系)中筛选出叶柄分化率在100%的棉花组织培养“纯系”20个。利用以高分化率材料建立的稳定组织培养体系,对国内外常用的13类植物转化载体进行了系统研究,从中筛选出3类适宜该体系的高效转化载体,其中pBI121/131载体的转基因植株阳性率达76.4%。以此载体转化棉花“纯系”下胚轴,其转化率达32.9%,是定向筛选前材料的2.88倍;若转化叶柄,其转化率为51.8%,是定向筛选前材料下胚轴转化率的4.5倍。

        该技术平台形成年转化验证外源基因160个的能力。利用该平台已经为国内17个单位的24个实验室提供的156个候选基因进行了转化验证,筛选出具有一定利用价值的各类转基因材料2000多份,上交国家中期库遗传稳定的变异材料865份,相当于我国棉花中期库50年来收集、引进、保存材料的1/10。获得的转基因材料经中国农业科学院棉花研究所7个育种课题组应用,先后培育出中棉所47、中棉所50、中棉所52等转基因棉花新品种24个,其中通过国家审定的新品种12个,通过省级审定的新品种12个,部分品种已被多家科研、教学单位育种家进一步引用,又衍生出了转基因棉花新品种(组合/系)20多个,累计创造社会经济效益17.98亿元。

 

 
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