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谷子茎尖体外遗传转化体系的建立与优化

杨澜, 刘雅, 项阳, 孙秀娟, 颜景畏, 张阿英

植物学报 2021, 56 (1): 71-79. DOI: 10.11983/CBB20119

摘要（1471）

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以谷子(Seteria italica)豫谷一号为实验材料, 建立了一套简便、稳定的体外茎尖遗传转化体系。通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的茎尖转化法, 对转化受体采取不同的处理方式, 待拟转化株长到三叶期后进行PCR鉴定。探明了草丁膦(Basta)喷施处理用于谷子转基因幼苗筛选的最适浓度, 以及2种不同检测方式(直接PCR和喷施Basta+PCR)鉴定转基因植株的效果。在上述基础上, 对影响谷子遗传转化体系的多种因素进行优化。结果表明, 菌液浓度(OD₆₀₀)=1.4、侵染液中乙酰丁香酮浓度为800 μmol∙L ^-1、侵染压强为0.05 MPa、侵染40分钟有利于谷子茎尖的遗传转化。同时, 采用上述优化系统获得谷子转SiCBL4基因植株, 通过喷施草丁膦和实时荧光定量PCR对T₂代转基因植株进行遗传稳定性分析, 可节约检测时间。综上, 该研究初步建立了稳定的谷子体外茎尖遗传转化体系, 并开发了一种便捷的检测后代转基因植株的组合方法。

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图7 qRT-PCR分析谷子转基因植株中SiCBL4基因表达量
数据为平均值±标准差(n=3)。Student’s t-test, * P<0.05, ** P<0.01

正文中引用本图/表的段落

为了检测转化体系的遗传稳定性, 利用该体系构建了SiCBL4基因过表达材料, 共获得18株T₀代谷子。进一步鉴定发现, 只有12株T₁代谷子叶片中可以检测到Bar基因, 我们进一步通过鉴定获得了T₂代转基因植株。首先, 对T₂代转基因植株进行抗草丁膦分析, 将25 mg?L-1草丁膦均匀喷施于植株表面, 可以获得表现出抗性的纯合植株。随后利用qRT-PCR分析T₂代转基因植株中SiCBL4的相对表达量(图7), 结果表明, SiCBL4过表达株系#2和#3中SiCBL4表达量均明显高于野生型, 说明SiCBL4基因已经在转基因植株中成功过表达。研究结果进一步证实SiCBL4基因可以在谷子转基因后代中稳定表达。

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