发根农杆菌介导的光皮桦毛状根高频诱导体系及遗传转化

作者：刘雪羽; 杜笑雪; 陈思源; 胡现铬; 黄华宏^*; 童再康

来源：农业生物技术学报, 2021, 29(03): 495-505.

• 光皮桦
• 发根农杆菌
• 毛状根
• 遗传转化

发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)可高效诱导转化大部分双子叶植物与部分单子叶植物。通过毛状根建立的遗传转化体系为研究植物基因功能提供了重要平台,被广泛的应用于非模式植株基因功能的研究。建立发根农杆菌介导的光皮桦(Betula luminifera)毛状根高频诱导转化体系,是实现基因功能验证和表达研究的有效方法。发根农杆菌可高效诱导转化大部分双子叶植物与部分单子叶植物,本研究使用7种发根农杆菌分别侵染光皮桦叶片,筛选后发现农杆菌ArQual的发根诱导率最高(69%),且验证得出光皮桦毛状根诱导的最佳体系为:叶片在1/2 MS培养基中预培养2 d,侵染20 min,共培养乙酰丁香酮(acetosyringone, AS)浓度为400μmol/L,抑菌培养头孢噻肟钠(cefotaxime sodium, Cefo)浓度为400 mg/L。此外,不同外源载体对发根诱导率的影响不显著。基于以上体系,将含β-葡萄糖苷酸酶基因(β-glucuronidase, GUS)的pCAMBIA13011载体与含绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)基因的pGWB5载体电转入发根农杆菌ArQual,成功诱导了光皮桦叶片产生转基因毛状根,转化率为36.4%。为验证扩大遗传转化体系的使用范围,本研究通过对光皮桦种子苗下胚轴(短周期培养)和茎段(长周期培养)进行了转化。转化30 d后对毛状根进行GUS染色、荧光体式显微镜与PCR检测,结果显示GUS与GFP基因在毛状根中成功转化并表达,实现了外源基因在光皮桦不同组织部位产生的毛状根中表达的研究目标。本研究初步建立了光皮桦毛状根高频诱导体系,转化率高、周期短,可以对木本植物基因的功能与表达进行快速验证。

• 单位
  浙江农林大学