以木糖作为筛选剂的花生子叶外植体遗传转化
宋汝涛1 ,陈新利2 ,于明洋2 ,隋炯明3 ,王晶珊2 ,乔利仙4
1. 青岛农业大学生命科学学院
The Genetic Transformation of Peanut (Arachis hypogaea L.) Cotyledon Explants Using Xylose as Screening Reagent
摘要 目前在植物遗传转化过程中常用的抗生素类标记基因可能存在潜在的安全隐患，因此探讨使用安全筛选剂替代抗生素类筛选剂便成为植物遗传转化筛选的新途径。本研究构建了同时含有花生(Arachis hypogaea L.) β-1,3葡聚糖酶基因启动子(Ah-Glu-P)以及大肠杆菌木糖异构酶基因(xylose isomerase gene, xylA)的安全表达载体pCAMBIA1301-xylA-Ah-Glu-P。利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法将pCAMBIA1301-xylA-Ah-Glu-P转化花生子叶外植体，利用木糖作为筛选剂进行筛选, 当培养基中蔗糖浓度为10 g/L、木糖浓度为20 g/L 时，外植体再生率为16.1%，再生苗阳性率达到78.4%，转基因阳性植株经嫁接驯化后移栽田间，存活率达74.5%。该转化方法以花生子叶作为外植体、利用木糖作为筛选剂进行筛选，与利用其他外植体进行转化及抗生素筛选相比较, 具有操作简单快速、安全无污染以及转化效率高的特点，是一种安全、高效的遗传转化方法。
关键词 ：
花生 ,
木糖异构酶基因 ,
子叶外植体 ,
安全标记 ,
遗传转化
Abstract ：Those antibiotics and herbicides marker genes generally used at present in plant genetic transformation might be potential treats and dangers for human being and environment, so it is urgent to search and develop new secure screening reagents instead of antibiotics and herbicides reagents. New recombinant plasmid pCAMBIA1301-xylA-Ah-Glu-P with promoter of peanut (Arachis hypogaea L.) β-1,3-glucanase gene (Ah-Glu-P) and xylose isomerase gene (xylA) from Escherichia coli was constructed successfully. pCAMBIA1301-xylA-Ah-Glu-P was then transformed to cotyledon explants of peanut variety Huayu23 by Agrobacterium mediated method using xylose as screening reagent. The frequency of regeneration seedling was 16.1% and the frequency of transformed positive plants reached to 78.4%, when the concentration of sucrose and xylose in medium was 10 and 20 g/L, respectively. The transgenic positive plants were then transplanted to field by grafting and domesticating and the survival rate of transplanted plants was up to 74.5%. The transformation method with cotyledons as explants, with xylose as screening reagent, has characteristics of simple and rapid, safe and pollution-free and higher transgenic positive frequency. So it was a safe and efficient genetic transformation method compared with other transformation methods using other explants and antibiotics screening reagent.
Key words ：
Peanut
Xylose
Cotyledon explants
Safety marker
Genetic transformation
收稿日期: 2015-01-12
出版日期: 2015-07-09
基金资助: 国家自然科学基金;山东省科技发展计划
通讯作者:
乔利仙
E-mail: lxqiao73@163.com
[1]Miki B, McHugh S.Selectable marker genes in transgenic plants: applications,alternatives and biosafety[J].J Biotechnol, 2004, 107(3):193-232
[2] 刘广金, 姚晓林, 蒋家平等.转基因植物中安全标记基因的研究进展[J].现代农业科技, 2008, (4):208-208
[3]Jaiwal PK, Sahoo L, Singh ND.Strategies to deal with the concern about marker genes in transgenic plants:some environment-friendly approaches[J].Current science, 2002, 83(2):128-136
[4] 刘风珍, 万勇善, 潘昱名.花生遗传转化高效基因型的筛选与研究[J].花生学报, 2009, 38(4):21-25
[5] 李拴柱.花生维生素E合成关键酶基因的克隆、序列分析及γ-TMT基因的转化研究[D]. 山东农业大学, 2012
[6] 高明, 谭化, 王云鹏等.根癌农杆菌介导花生遗传转化体系的建立[J].吉林农业科学, 2013, 38(3):35-38
[7] 贾宇臣, 王利, 陈琦等.花生子叶节外植体遗传转化体系的建立[J].科学技术与工程, 2011, 11(14):3142-3146
[8] 王允.花生子叶再生体系及转化体系的建立与优化[D]. 河南农业大学, 2012.
[9]Lucca P, Ye X, Potrykus I.Effective selection and regeneration of transgenic rice plants with mannose as selective agent[J].Mol Breed, 2001, 7(1):43-49
[10] Wang AS, Evans RA, Altendorf PR.A mannose selection system for production of fertile transgenic maize plants from protoplasts[J].Plant Cell Reports, 2000, (19):654-660
[11]Wright M, Dawson J, Dunder E et al..Efficient biolistic transformation of maize ( Zea mays L.) and wheat ( Triticum aestivum L.) using the phosphomannose isomerase gene, pmi , as the selectable marker[J].Plant Cell Reports, 2001, (20):429-436
[12]Joersbo M, Petersen SG, Okkels FT.Parameters interacting with mannose selection employed for the production of transgenic sugar beet[J].Physiologia Plantarum, 1999, 105(1):109-115
[13]岳建雄, 孟钊红, 张炼辉等.以甘露糖作为筛选剂的棉花遗传转化[J].棉花学报, 2005, 17(1):3-7
[14] 彭世清, 陈守才.甘露糖阳性选择系统的建立及在番茄转化中的应用[J]. ,, (2): 141-144[J].农业生物技术学报, 2005, 13(2):141-144
[15] 杨彩云, 尹伟伦, 夏新莉.甘露糖正向筛选体系的建立及在拟南芥遗传转化中的应用[J].分子植物育种, 2009, 7(6):1120-1129
[16] 韦正乙.利用木糖选择系统获得HAL1转基因百脉根（Lotus cirniculatus）植株及耐盐性鉴定[D]. 东北师范大学, 2007
[17]Haldrup A, Petersen SG, Okkels FT.The xylose isomerase gene from Thermoanaerobacterium thermosulfurogenes allows effective selection of transgenic plant cells using D-xylose as the selection agent[J].Plant Molecular Biology, 1998, 37(2):287-296
[18] 崔丽巍.木糖筛选系统在黄瓜转化中的应用[D]. 东北师范大学, 2010
[19]郭新梅, 张晓东, 梁荣奇，等.以木糖异构酶基因为筛选标记的玉米遗传转化[J].植物生理与分子生物学学报, 2007, 33(6):547-552
[20]丁霄, 隋炯明, 王晶珊, 等.以木糖异构酶基因作为选择标记的花生遗传转化[J].核农学报, 2012, 26(3):0444-0448
[21]郝世俊, 隋炯明, 乔利仙, 王晓杰, 王晶珊.花生组培苗嫁接技术的研究[J].青岛农业大学学报自然科学版, 2010, 27(2):110-113
[22] 王秀峰, 王学国, 马艺荞等.木糖筛选剂在辣椒遗传转化上的应用[J].辣椒杂志, 2014, (1):30-32
[1]
刘阳杰, 何美敬, 崔顺立, 杨鑫雷, 穆国俊, Charles Y CHEN, 刘立峰. 美国花生种质资源果腐病抗性分子标记的筛选及分析
[2]
王静静 , 曹必好, 陈国菊, 陈长明 , 陈清华 , 雷建军. 结球甘蓝BoTCTP 基因表达载体的构建及转化芥蓝的研究
[3]
王忠凯 颜笑洒 李艳霞 赵娟 和四梅 董扬 时晓菲 张业胜. AFⅠ基因植物表达载体的构建及抗冻百合的培育
[4]
唐桂英 柳展基 徐平丽 彭振英 单雷. 花生AhDGAT3基因在花生种子油脂积累过程中的功能研究
[5]
王静 麻冬梅 许兴. 农杆菌介导的耐盐多基因转化紫花苜蓿及分子检测
[6]
吴艳 刘小翠 彭磊 张婷 文晓鹏. 马尾松PAP1基因在烟草上的遗传转化及功能分析
[7]
李冠 刘录祥 崔山 乔利仙 隋炯明 赵琳姝 王晶珊. 早熟抗倒伏适合机械化收获的花生品种宇花5号的培育
[8]
任亚超 董研 张文林 杨敏生. 转Bt基因烟草中Cry1Ac基因的叠加效应研究
[9]
邢小萍 张盼盼 丁胜利 袁虹霞 陈琳琳 李洪连. 根癌土壤杆菌介导的假禾谷镰刀菌遗传转化体系的优化
[10]
徐平丽 唐桂英 付春 刘玮 鲁成凯 姜言生 刘皓 单雷. 高通量检测花生油酸含量相关基因AhFAD2等位变异的方法
[11]
宋汝涛 王合春 于明洋 孙明明 郭悦 隋炯明 王晶珊 乔利仙. 花生β-1,3-葡聚糖酶基因启动子功能区的缺失分析
[12]
董慧霞 理永霞 吕全 贾秀贞 张星耀. 杨树SAMT基因超表达载体的构建及遗传转化
[13]
曹冬梅 康黎芳 李永平 段九菊 张超 王云山. 安祖花Arizona品种遗传转化体系的优化及矮牵牛查尔酮合成酶基因(PhCHS)的导入
[14]
李白沙1 ,张柳霞2 ,张新忠2 ,韩振海1 ,王忆1 . 山定子遗传转化体系的优化
[15]
魏延宏1 ,马玲玲2 ,何兰兰3 ,柴蒙亮4 ,朱华国2 ,孙杰2 ,张薇2 . 农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系的建立
