建立一种高效利用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的虎杖（Polygonum cuspidatum）遗传转化和再生体系

《Molecular Breeding》：Establishment of an efficient Agrobacterium tumefaciens-mediated genetic transformation and regeneration system for Polygonum cuspidatum

虎杖高效再生及基因转化系统建立与优化。采用茎段为外植体，N1培养基最适再生，农杆菌介导转化通过真空浸染10分钟，共培养5天，筛选抗生素为100 mg/L Hyg。验证DsRED及stilbene synthase（PcSTS）、MYB转录因子（PcMYB62）基因功能。

　　

摘要

遗传转化技术一直是植物分子生物学研究和分子设计育种的关键技术，尤其在现代农业中发挥着重要作用。目前，基因功能的验证主要在模式植物上进行，这严重限制了非模式植物（如药用植物）的发展。Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc. 在治疗糖尿病、癌症、呼吸系统疾病和心血管疾病方面具有显著效果，然而其最佳的再生和基因转化系统尚未建立。首先，我们建立了P. cuspidatum的高效再生系统：茎是最适合用于诱导愈伤组织和芽再生的外植体，而N1培养基（含有1.0 mg/L 1-萘乙酸（NAA）和0.1 mg/L 动素（KT）的MS培养基）是最适合的再生培养基。在此基础上，我们通过愈伤组织再生（CR）和器官再生（OR）方法，建立了基于Agrobacterium tumefaciens的遗传转化系统，并对其进行了优化：将茎浸入A. tumefaciens重悬培养基（1/4 MS培养基中添加0.02% Silwet L-77）中，并进行10分钟的真空渗透处理；最佳共培养时间为5天；最合适的筛选抗生素为100 mg/L 氢霉素（Hyg）。此外，通过报告基因DsRED以及两个候选基因（芪合酶PcSTS和MYB转录因子PcMYB62的实验验证，证实了我们所引入的转化系统的实用性。总之，我们建立的系统不仅能够高效地再生和遗传转化P. cuspidatum>这种典型的非模式植物，而且具有很高的研究价值，同时也可为其他非模式植物的转化系统构建提供参考。