可视化RUBY-MAT系统在玉米遗传转化及基因表达模式检测中的应用

《Plant Cell Reports》：Visualizing application of RUBY-MAT system in maize genetic transformation and gene expression pattern detection

RUBY-MAT系统整合RUBY报告器和MAT模块，成功应用于农杆菌介导的玉米未成熟胚转化及基因时空表达监测，通过检测阳性愈伤组织中的甜菜碱显色实现非侵入式追踪，定量分析显示吸光度与启动子活性呈强线性相关，为玉米遗传改良和功能基因分析提供可靠工具。

　　

摘要

核心信息

RUBY-MAT系统结合了报告基因和MAT模块，创新地应用于农杆菌介导的玉米转化以及精确的时空基因表达分析。

摘要

玉米遗传改良依赖于高效的遗传转化和基因表达监测技术。在本研究中，我们采用了包含报告基因和MAT（形态发生素辅助转化）的RUBY-MAT系统，并实现了其在农杆菌介导的玉米未成熟胚转化及基因表达模式分析中的可视化应用。实验结果表明，RUBY-MAT系统可成功应用于玉米未成熟胚的农杆菌介导的遗传转化；RUBY报告基因能够在培养后7天即可通过阳性愈伤组织中清晰可辨的甜菜碱来非侵入性地监测转化事件。动态表达监测进一步显示，RUBY报告基因能够实时反映特定启动子的时空表达模式：在持续表达RUBY的植株中，包括雄穗、花药和茎节在内的组织中观察到高活性；在由ZmH1A启动子驱动的RUBY品系中，甜菜碱的积累清楚地表明了维管束和气孔保卫细胞中的基因表达；而在含有假定仅存在于幼叶中的ZmGLP1启动子的品系中，甜菜碱特异性地积累在幼叶中。定量分析证实了甜菜碱吸光度与启动子活性之间存在强线性相关性，这使报告基因成为监测转化效率和组织/细胞水平基因表达的可靠定量工具。总体而言，RUBY-MAT系统为玉米遗传转化和功能基因分析提供了强有力的技术支持，展现出在田间和实验室研究中的广泛应用潜力。