科研進展

華南植物園創建快速高效植物遺傳轉化方法

發布時間:2024-02-05 作者:scbg 來源:華南植物園

       植物遺傳轉化技術是植物基因工程和現代農業分子育種的必要工具。然而,現有的植物遺傳轉化方案復雜且效率較低,制約了多數資源植物或農作物的遺傳改造,已成為植物資源開發和利用的技術障礙。因此,開發高效且多應用的植物遺傳轉化技術已成為植物或農業科研領域的重要研究方向。
       中國科學院華南植物園農業與生物技術研究中心植物發育與品質調控研究組(PI:侯興亮研究員)科研人員,經過多年探索和研究,成功建立了一種以植物主動再生能力為基礎的新型植物遺傳轉化方法(Regenerative  Activity-dependent  in  Planta  Injection  Delivery,RAPID)。該研究利用強再生能力植物甘薯,進行多種遞送方式測試,發現通過甘薯莖段注射遞送方法能快速獲得陽性器官和轉化個體,同時在農桿菌菌種、侵染濃度、化學活性劑等方法條件上對轉化效率進行優化提升,并完成了多種報告基因和遺傳編輯工具的應用,隨后通過遺傳學和細胞學分析方法確認了植物分生組織高效轉染以及新生轉化器官個體的快速再生,是迅速高效地獲得穩定轉基因植株的根本原因。目前,RAPID方法已成功應用于甘薯、馬鈴薯、厚藤等無性繁殖的經濟作物或資源植物。
       與傳統遺傳轉化方法相比,RAPID方法具有較高的轉化效率(提高20至100倍),操作流程更為簡便(縮短2至3倍),且無需昂貴且復雜的組織培養過程。RAPID方法克服了傳統方法在快速遺傳轉化方面的局限性,打破了各類資源植物開發和利用的瓶頸?;谥参镏鲃釉偕芰盁o性繁殖的特點,此方法有望應用于更廣泛的植物物種,實現更多特色資源植物和經濟作物的性狀改良與種質創新,以推動相關領域的基礎研究和應用研究發展,為特色植物的高效遺傳改良和現代農業育種應用提供理論和方法支撐。
       相關研究結果以Resource article形式近期在線發表于國際學術期刊Plant Communications(《植物通訊》)(IF5year = 10.5)上,相關技術方法已獲得國家發明專利授權(ZL 202110705309.0)。華南植物園梅果果碩士和陳澳碩士為論文共同第一作者,侯興亮研究員和劉旭副研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了廣東省重點領域研發計劃、廣州市科技計劃、國家自然科學基金廣東省聯合基金等項目的支持。論文連接:
https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.100822

 

 

 


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