桔梗(Platycodon grandiflorum),这一在全球范围内广泛栽培的观赏花卉,不仅因其美丽的花朵而受到人们的喜爱,更因其作为传统药用植物和食用资源的价值而备受重视。然而,桔梗的遗传转化研究一直面临挑战。近期,广东药科大学、中国农业科学院作物科学研究所、中国中医科学院医学实验中心的研究团队在《Plant Cell, Tissue and Organ Culture》杂志上发表了题为《An efficient Agrobacterium-mediated transformation system of Platycodon grandiflorum》的论文,为桔梗的遗传转化研究带来了突破性的进展。
遗传转化体系的建立与优化
该研究团队通过优化叶片外植体转化条件,利用根癌农杆菌EHA105(携带pCambia3301质粒)成功实现了桔梗的高效遗传转化,转化效率达到了6.77%。这一成果为桔梗的功能基因组学研究和种质创新提供了重要的技术支撑。
三元载体转化系统的开发
为了进一步提高毛状根诱导效率和植株再生效率,研究团队开发出发根农杆菌介导的三元载体转化系统(p3301WusBBM载体携带形态发生调控基因Wus2和ZmBBM2)。这一系统将毛状根诱导效率和植株再生效率分别提升至43.75%和21.88%,有效突破了桔梗遗传转化中再生效率低的技术瓶颈。
CRISPR/Cas9技术的应用
基于优化的发根农杆菌介导转化体系,研究团队结合CRISPR/Cas9技术,成功实现了内源基因chr2.2745的精准编辑,基因编辑效率达到了16.70%。这一技术的应用为桔梗的基因功能研究和改良提供了新的手段。
研究成果的意义
这项研究不仅为桔梗的遗传转化提供了高效的方法,也为其他类似植物的研究提供了参考。通过基因编辑和遗传转化技术,我们可以更好地了解桔梗的基因功能和调控机制,为桔梗的品种改良和药用价值的提升提供科学依据。
总结
“ar桔梗”的研究成果标志着传统花卉桔梗的数字新生,为桔梗的遗传转化和基因编辑研究开辟了新的道路。这一技术的应用有望推动桔梗在观赏、药用和食用领域的进一步发展。