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蘸花法在植物遗传转化上的应用研究进展

来源：花匠小妙招时间：2024-12-04 00:01

蘸花法在植物遗传转化上的应用研究进展齐雯雯1宫晓琳1王洋1吴莹12*1东北林业大学盐碱地生物资源环境研究中心东北油田盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室黑龙江哈尔滨1500402东林业大学生命科学学院摘要植物遗传转化是基础理论研究和农作性状改良的必要手段。随着蘸花法在十字花科植中的成功应用被越来越多的学者关注并用于许多模式植及农作的传转化。蘸花法简便、高效、稳定性好转化后可直接获得转基因种子。该文介绍了蘸花法的原理分析影响转化效率的因素并总结了目前已功应用蘸花法的究情况及筛选转基因后代的优化方法。关键词传转化蘸花转化效率筛选中图分类号Q-33文献标识码A文章编号1007-5739201424-0009-02ApplicationndReserchProgressofForDipinPntGeneticTrnsformtionQIWen-wen1ONGXiao-inNGYangUYing2*1KeyLaboratoryofSaline-alkaliVegetationEcologyRestorationinOilFieldMinistryofEducationAlkaliSoilNaturalEnvironmentalScienceCenterNortheastForestryUniversityHarbinHeilongjiang1500402CollegeofLifeScienceNortheastForestryUniversitybstratGenetictransformationisthedominanttechnologyusedinplanttransgenicoperationandimprovementofcroptraits.Floraldiphasbeensuccessfullyappliedinthetransgenicresearchofcruiferaeplantsandthismethodhasbeenconcernedbymoreresearchers.Floraldippossessesmanyadvantagessuchasitssimplicityofoperationhighertransformationefficiencyandbetterstability.Thetransgenicmutantswereobtaineddirectly.Itsummarizedthetransformingprincipleoffloraldipfactorsaffectingthetransformationefficiencyandthescreeningmethodsoftransgenicprogeny.Keyworsgenetictransformationfloraldiptransgenicefficiencyselection遗传转化是植物转基因操作的关键环节。早期的转化技术如叶盘法、共培养法均涉及到植物组织培养和再生体细胞易变异产生不利影响[1]。Feldmann于1987年首次提出原位渗透转化法用农杆菌浸染刚萌发的拟南芥种子并筛选出转化阳性植株避免了组织培养[2]。随后Bechtold在原位渗透转化基础上建立了真空渗透法vacuuminfiltration用处于花期的植株取代种子倒置于农杆菌菌液同时抽真空处理转基因效率明显提高[3]。1998年Clough和Bent在菌液中加入表面活性剂SilwetL-77取消抽真空建立了蘸花法floraldip其转化效率与真空渗透法相近[4]。Chung等发现喷雾floralspray处理可代替浸蘸花器在保障转化效率的前提下扩大了应用范围[5]。蘸花法操作简单转化效率高转化后可直接获得转基因种子避免了体细胞或原生质体培养的过程及移栽成活率低等问题。该文介绍蘸花法原理总结转化效率影响因素的优化方案及转基因后代的筛选方法为应用蘸花法进行遗传转化提供重要的技术策略。转化机理研究表明T-DNA携带的目的基因是异源插入[3]。拟南芥自花授粉异源插入可能发生于花发育后期。Desfeux等单独浸染拟南芥的雄蕊和雌蕊在雌蕊后代中检测到转化株而雄蕊后代中未发现表明蕊是转化的受体[6]。农杆菌浸渍处理后GUS染色发现胚珠显色花粉和花药未显色说明转化的有效部位为配子体但不排除雄配子体存在小概率转化[6]。拟南芥的子房室不总关闭卵细胞发育突出会延伸成瓶状结构并在顶部开口花发育后期子房室顶部闭合。转化一般在花芽形成前5~10d进行此时蕊开放农杆菌进入子房并将T-DNA转移到卵细胞[7]。2影响蘸花法转化效率的因素蘸花法转化效率受多重因素影响且在不同物种间存在差异。近年来关于蘸花法影响因素分析的报道增多已在拟南芥[4-7]、甘蓝型油菜[8-9]、苜蓿[10]等不同的物种中分析了农杆菌、蔗糖、表面活性剂、浸染次数及间隔等因素对转化效率的影响表1。2.植物发育时期蘸花法需在长出花序的植株上进行多数植物以初花期为最佳转化时期。拟南芥在主枝切除、次级枝仅有少许花开时转化效率最高[4]白菜的最适浸染时期为花薹抽出期[16]甘蓝型油菜花薹抽出时摘除主薹1周后浸染最适[8]萝卜浸染的最适时期为薹发育期[14]。2.2表面活性剂的种类及用量表面活性剂有很强的吸附性和渗透能力能减少液体的表面张力利于农杆菌的吸。Clough等加入0.02%的SilwetL-77使转化效率提高2倍[4]。Curtis等用含有3种不同表面活性剂的菌液转化萝卜对比得出SilwetL-77转化效率最佳PluronicF-68次之Tween20最低[14]。Mireault等用XIAMETEROFX-0309代替SilwetL-77使转化效率提高了3倍[19]。表面活性剂浓度过高对植株有明显的伤害可致植株枯萎SilwetL-77的浓度建议为0.02%~0.05%不应超过0.1%。2.3蔗糖浓度蔗糖能保持花粉内外压强一致并为转化提供能量利于农杆菌在受体表面生存。蔗糖还能诱导vir基因的表达利于农杆菌的转化[1]。蔗糖浓度过高会导致细胞失水严重时细胞死亡。Clough等发现无蔗糖时蘸花法转化效率极低蔗糖浓度为10%时转化效率最高但结合转化稳定性建议蔗糖浓度为5%[4]。可用食用级蔗糖或葡萄糖代替试剂级蔗

基金项目国家自然科学基金31170368。作者简介齐雯雯1988-女山东临沂人在读硕士究生。究方向细胞分子生学。通讯作者收稿日期20141113农艺学现代农业科技14年第24期9