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山东农业大学在果树遗传转化领域取得重要突破,方法简单高效!

作者:         发布日期:2024-03-18     

     

近日,山东农业大学张世忠团队在国际植物生物技术权威期刊Plant Biotechnology Journal在线发表题为“ An Efficient Genetic Transformation System Mediated by Rhizobium rhizogenes in Fruit Trees Based on the Transgenic Hairy Root to Shoot Conversion ”的研究论文,报道了破解果树遗传转化的全新方法——RBS转化技术。

文章报道了一种高效的果树基因转化系统,该系统通过利用发根农杆菌介导的转基因毛状根向芽的转换,特别是在苹果和猕猴桃中的应用。以下是主要内容和创新点的总结:

主要内容:

背景:基因转化对于基因编辑和植物种类的改良至关重要,但果树因缺乏高效的转化系统或现有系统表现不佳而面临挑战。方法论:研究利用发根农杆菌将目标基因转移到苹果和猕猴桃的毛状根中,以78.8%的高效率生成转基因根。随后将这些毛状根转化为芽,实现了3.3%的再生效率。为了提高此过程,识别并使用了涉及干细胞活性的调控基因,其中MdWOX5在芽的再生效率(20.6%)和减少再生时间(9周)方面表现出显著的改善。

图1 稳定转基因根系生芽

创新点:

高效率和速度:所开发的系统提供了高转化效率和从转基因毛状根到芽再生的时间缩短,解决了果树遗传研究中的主要限制

调控基因的改进应用:使用如MdWOX5这样的调控基因显著提高毛状根向芽再生的效率,提供了一种克服植物再生过程挑战的新方法。

根表型快速筛选的应用:通过遗传修饰展示该系统用于快速筛选根表型(例如,根颜色、根毛长度)的应用,为果树和潜在其他植物物种的功能基因组学研究开辟了新的途径。

适用于不同果树的广泛性:研究成功应用于苹果和猕猴桃表明,这种方法可以适配其他果树种类,可能扩大遗传研究和育种计划的范围。

这项工作代表了果树遗传转化技术的重大进步,为基因功能研究、遗传改良提供了新工具,并便于研究根结构和应对压力等复杂性状的基因功能。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14328