في بلانتا التعبير الجيني وتحرير الجينات في أوراق الخيزران موسو

Summary

في هذه الدراسة ، تم تطوير رواية في التعبير الجيني للنباتات وطريقة تحرير الجينات بوساطة Agrobacterium في الخيزران. حسنت هذه الطريقة بشكل كبير من كفاءة التحقق من صحة وظيفة الجينات في الخيزران ، والتي لها آثار كبيرة على تسريع عملية تربية الخيزران.

Abstract

تم تطوير طريقة جديدة في تحويل الجينات النباتية للخيزران ، والتي تتجنب الحاجة إلى عمليات تحريض الكالس وتجديده التي تستغرق وقتا طويلا وكثيفة العمالة. تتضمن هذه الطريقة التعبير الجيني بوساطة Agrobacterium عن طريق الجرح والفراغ لشتلات الخيزران. لقد أظهر بنجاح التعبير عن الجينات الخارجية ، مثل مراسل RUBY وجين Cas9 ، في أوراق الخيزران. تم تحقيق أعلى كفاءة تحويل لتراكم البيتالين في شتلات الياقوت باستخدام سلالة GV3101 ، بنسبة 85.2٪ بعد الإصابة. على الرغم من أن الحمض النووي الأجنبي لم يندمج في جينوم الخيزران ، إلا أن الطريقة كانت فعالة في التعبير عن الجينات الخارجية. علاوة على ذلك ، تم أيضا تطوير نظام تحرير الجينات مع مراسل أصلي باستخدام هذه الطريقة ، والتي يتم من خلالها إنشاء طفرة في الموقع بواسطة جين de-epoxidase المحرر من الخيزران (PeVDE) في أوراق الخيزران ، بمعدل طفرة يبلغ 17.33٪. أدت طفرة PeVDE إلى انخفاض قيم التبريد غير الكيميائي الضوئي (NPQ) تحت الضوء العالي ، والتي يمكن اكتشافها بدقة بواسطة مقياس الفلورومتر. هذا يجعل PeVDE المحرر مراسلا أصليا محتملا لكل من الجينات الخارجية والداخلية في الخيزران. مع مراسل PeVDE ، تم تحرير جين اختزال سينامويل-CoA بنجاح بمعدل طفرة 8.3٪. تتجنب هذه العملية عملية زراعة الأنسجة أو تحريض الكالس ، وهي سريعة وفعالة للتعبير عن الجينات الخارجية وتحرير الجينات الداخلية في الخيزران. يمكن لهذه الطريقة تحسين كفاءة التحقق من وظائف الجينات وستساعد في الكشف عن الآليات الجزيئية لمسارات التمثيل الغذائي الرئيسية في الخيزران.

Introduction

إن التحقيق في وظيفة الجينات في الخيزران يحمل وعدا كبيرا للفهم المتقدم للخيزران وإطلاق العنان لإمكاناته للتعديل الوراثي. يمكن تحقيق طريقة فعالة لذلك من خلال عملية العدوى بوساطة Agrobacterium في أوراق الخيزران ، حيث يتم إدخال جزء T-DNA الذي يحتوي على جينات خارجية في الخلايا ، مما يؤدي لاحقا إلى التعبير عن الجينات داخل خلايا الأوراق.

الخيزران هو مورد قيم ومتجدد مع مجموعة واسعة من التطبيقات في التصنيع والفن والبحث. يمتلك الخيزران خصائص خشبية ممتازة مثل القوة الميكانيكية العالية والمتانة والصلابة المعتدلة والمرونة¹ ، والتي تستخدم الآن على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من اللوازم المنزلية والصناعية ، بما في ذلك فرش ا....

Protocol

1. تحضير شتلات الخيزران

1. تحضير شتلات موسو الخيزران (Phyllostachys edulis) باستخدام البذور التي تم حصادها في قويلين ، قوانغشي ، الصين. ابدأ بنقع البذور في الماء لمدة 2-3 أيام ، مع التأكد من تغيير الماء يوميا. بعد ذلك ، قم بإنشاء ركيزة عن طريق خلط التربة والفيرميكوليت بنسبة 3: 1.
2. زرع البذور المنقوعة في الركيزة للإنبات. الحفاظ على الشتلات تحت ظروف المختبر ، والحفاظ على درجة الحرارة بين 18-25 درجة مئوية. تأكد من فترة ضوئية مظلمة لمدة 16 ساعة / 8 ساعات مع شدة ضوء تبلغ 250-350 ميكرومول / م² / ثانية خلال مرحلة الضوء.
3. الحفاظ على رطوبة نسبية تبلغ حوالي 60٪. بالنسبة لعدوى Agrobacterium ، استخدم الشتلات ....

النتائج

Agrobacterium بوساطة في التعبير الجيني بلانتا في أوراق الخيزران
وقد ثبت أن جين مراسل روبي فعال في تصور التعبير الجيني العابر بسبب قدرته على إنتاج بيتالين أحمر زاهي من التيروزين¹⁰. في هذه الدراسة ، تم استخدام التحول بوساطة Agrobacterium للتعبير بشكل عابر عن جي.......

Discussion

تقلل هذه الطريقة بشكل كبير من الوقت المطلوب مقارنة بطرق التحول الجيني التقليدية ، والتي تستغرق عادة 1-2 سنوات ، وتحقق تعبيرا عابرا عن الجينات الخارجية وتحرير الجينات للجينات الداخلية في غضون 5 أيام. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لها قيود لأنها لا يمكنها تحويل سوى نسبة صغيرة من الخلايا ، والأورا?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
35S::RUBY	Addgene, United States	160908	Plamid construct
Agrobacterium competent cells of GV3101, EHA105,LBA4404, and AGL1	Biomed, China	BC304-01, BC303-01, BC301-01, and BC302-01	For Agrobacterium infection
CTAB	Sigma-Aldrich, United States	57-09-0	DNA extraction
Imaging-PAM fluorometer	Walz, Effeltrich, Germany		Detect chlorophyll fluorescence of bamboo leaves
ImagingWin	Walz, Effeltrich, Germany		Software for Imaging-PAM fluorometer
Paq CI or Aar I	NEB, United States	R0745S	Incorporate the target sequence onto the CRISPR/Cas9 vector.
PrimeSTAR Max DNA polymerase	Takara, Japan	R045Q	For gene cloning
T4 DNA ligase	NEB, United States	M0202V	Incorporate the target sequence onto the CRISPR/Cas9 vector.