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沈陽農大發(fā)表文獻引用LUYOR-3415

來源:上海路陽儀器有限公司   2022年05月13日 12:20  


大豆(甘氨酸更大(L.)Merr.)是重要的作物植物之一,是油和蛋白質的主要來源,但產量受到大豆囊腫線蟲(SCN,Heterodera甘氨酸)的限制,它寄生在大豆根上。挽救SCN造成的產量損失的主要手段是遺傳抗性[1]。大多數商業(yè)抗性品種的抗性來自北京和PI88788,但正在逐漸被SCN克服[2]。

近年來,rhg1和Rhg4的功能分析取得了巨大的成功[3]。它們中的四個抗性基因已經逐漸得到驗證,包括GmAAT ,GmSNAP18 ,GmWI12 和GmSHMT08 。在這些基因中發(fā)現了兩種類型的抗性表型,北京型和PI88788型[2]。北京型對SCN種族3[8,9]產生快速的抗性反應,而PI88788型導致合胞體緩慢變性[10]。這兩種耐藥性類型都導致SCN幼體的發(fā)育停滯,這已被酸性紫紅色染色觀察到[11]。耐藥基因通常抑制SCN的發(fā)展,但感染過程不受抑制。這些結果鼓勵了對抗性候選基因的研究,例如含有亮氨酸的富亮氨酸區(qū)域(LRR)蛋白質,蛋白質激酶[12],細胞色素P450s和次級代謝途徑中的酶。

大豆轉化在基因功能研究中發(fā)揮了關鍵作用,但大豆的穩(wěn)定遺傳轉化通常需要四到六個月才能收獲轉基因植物。因此,有必要開發(fā)一種的基因表達系統(tǒng)來研究抗性基因。

與遺傳轉化相比,根瘤菌介導的根系突變體(根瘤菌)介導的毛根轉化更快,轉化頻率更高[18]。A. 根瘤菌以類似于根瘤菌引起的冠膽的方式引起大豆的毛茸茸的根部。兩者都在傷口部位感染,并將T-DNA從細菌轉移到大豆細胞。最初,毛發(fā)根系是從根瘤菌菌株K599的子葉外植體中誘導的。綜合豆科研究小組(IGRS,澳大利亞)提供了一個修改后的方案,允許毛根從子葉節(jié)點和下胚軸再生[18]。由于大豆根系中的SCN寄生蟲,驗證毛根中靶基因對SCN的抗性很方便。

這些案例和方法加速了大豆根系生物學的研究,但使用根瘤菌介導的毛根轉化研究大豆與SCN相互作用存在三個缺點。首先是通過PCR或Sanger測序鑒定陽性外來根的繁瑣過程,這是直接但效率低下的。其中一種解決方案是使用花青素作為標記,這已被應用于根結節(jié)的研究[21]。然而,花青素屬于黃酮類化合物,由于花青素的抗性潛力,可能不適合研究大豆和甘氨酸之間的相互作用。GFP被認為是大豆轉基因選擇中的熒光標記[24]。第二個缺點是大多數操作需要無菌環(huán)境,這嚴重影響了效率,盡管這可以通過在農桿菌感染部位使用下胚軸來解決。最后一個缺點是H. 甘氨酸的第二階段幼體(J2s,感染階段)需要在接種前進行絕育。這種操作降低了線蟲的生命力。

在這里,我們報告了快速,可見和有效的熒光毛茸茸根與SCN(FHR-SCN)病理系統(tǒng),用于驗證大豆候選基因的抗性表型。FHR-SCN病理系統(tǒng)基于根瘤菌介導的大豆下胚層轉化,但不依賴于無菌操作;也無需制備共培養(yǎng)基和根系誘導培養(yǎng)基或對SCN幼體進行滅菌。陽性根可以在視覺上選擇并用SCN接種。使用這種方法,只需6周即可驗證候選基因的表型。此外,我們構建了一種新型質粒pNI-GmUbi,用于過表達實驗。此外,抗性表型基因間歇性錳親-1用FHR-SCN方法從轉基因大豆植物中復制。結果表明,兩種方法差異不大。

總之,FHR-SCN病理系統(tǒng)大大減少了驗證對SCN的耐藥表型的時間。我們預計病理系統(tǒng)將廣泛應用于大豆與SCN之間相互作用的分析。

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上圖為使用LUYOR-3415RG激發(fā)光源照射觀察的效果

Figure 2. Root system regenerated from the wound of explant. (a) Root system observed by a bright-field where the adventitious roots and positive hairy roots cannot be separated by sight; (b) root system observed by a 495 nm bind pass filter where the adventitious roots and fluorescent hairy roots can be easily distinguished with LUYOR-3415RG used as the excitation light source.

本文中文由谷歌翻譯軟件自動翻譯,僅供參考,內容以英文原文為準

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