通过运用生物工程的方法改造香根草的遗传种质以期获得比原品种更低矮、更青绿、更耐冻、更耐旱、更耐污染和(或)具有重金属超富集能力的新品种。为了达到这个目的,拟采用如下方法1)通过理化因素诱导体细胞克隆变异;2)外源基因(海藻糖-6-磷酸合成酶基因)的遗传转化。选育出的新品种将在矿山、采石场、垃圾场等恶劣的环境中和中国北方低温环境中被验证,并被大面积推广应用;同时结合盆栽和田间小区实验,阐明香根草新品种耐受环境胁迫机理与超富集重金属的机理。研究成果将对华南地区特殊生境的恢复与景观改造,以及将香根草应用到中国北方地区(秦岭以北)后对北方生态环境建设等方面产生深远影响。
温度是影响香根草在我国北方地区推广应用的主要限制因子。为了提高香根草的抗寒性,首先建立了高效的香根草再生系统,研究了影响香根草体细胞胚胎发生和植株再生的因素。细胞学观察表明,香根草的胚性愈伤具有典型的单子叶植物的胚胎结构,而且再生能力很强。然后将来自pWY质粒的otsA 基因插入到双元表达载体p1301UN 的多克隆位点区,构建了植物表达载体p1301UN-otsA。该重组质粒包括Ubi 启动子, 潮霉素抗性基因 (hpt), 目的基因 (otsA), 卡那霉素抗性基因(kmr) 和β-葡萄糖苷酸酶报告基因(gus)。再以香根草品种Karnataka为受体材料,以hpt为报告基因,建立了可行的EHA105/ p1301介导的香根草遗传转化系统。GUS检测结果表明,18%的胚性愈伤为潮霉素B 抗性愈伤。最后将被浸染的愈伤转移到含有 50 mg/L Hyg B的筛选诱导培养基中25℃暗培养4周,再转移到筛选分化培养基中分化出苗。然而,抗性愈伤组织的分化表现出明显的生长延迟,部分植株根叶畸形、株型异常、生长缓慢等现象。