[发明专利]一种外源基因瞬时转化杨树茎段的方法

说明书

本发明公开了一种外源基因瞬时转化杨树茎段的方法，本发明建立了高效农杆菌介导的银腺杨84K茎段真空渗透侵染瞬时转化方法。本方法在不破坏植物材料的基础上，可快速、便捷、高效地获得瞬时转化材料，特别有助于研究维管组织发育相关基因。可快速鉴定参与维管组织分化相关基因的功能，有助于揭示木质部发育的调控机制，对揭示木材形成的分子机制有重要意义，同时该方法也为研究其它木本植物的木材形成相关基因提供了借鉴。

技术领域

本发明涉及植物基因瞬时转化技术领域，具体地，涉及一种外源基因瞬时转化杨树茎段的方法。

背景技术

杨树(Populus L.)是主要造林树种之一，是目前再生生物资源和森林碳汇的重要组分，具有重要的经济和生态价值。另外，杨树生长快、适应性强、成材早、木材蓄积量大，且遗传背景丰富、易于无性化扩繁和遗传转化，成为木本植物研究的模式物种。随着毛果杨(Populus trichocarpa)、胡杨(Populus euphratica)、新疆杨(Populus bolleana)、银腺杨84K(Populus alba×Populus glandulosa‘84K’)全基因组测序的完成，为利用杨树这一木本模式植物功能基因组的研究提供了基础。对木本植物来说，高大的树体需要庞大的维管组织来支撑、同时进行水分和营养物质的运输。木材就是这些庞大的维管组织的产物，来源于维管形成层的活动。所以了解维管形成层活动的调控机制及木质部的分化是现代生物技术对木材进行遗传改良的基础。但获得稳定转基因植株的效率低、周期长，这些限制阻碍了对木本植物木材相关基因功能的大规模高效率鉴定。因此，建立一种快速、便捷、高效的方法，用以揭示木材形成分子机制，变得尤为重要。

瞬时转化技术可以避开冗长的转基因过程，只需将目的基因导入组织或个体，不涉及再生过程，转化之后直接进行基因表达分析或表型鉴定，具有操作简单、周期短、通量高的优点，可作为稳定转化的补充，特别适合应用于植物自身或异源基因功能及代谢途径的大规模遗传研究，并且可对无性繁殖困难的木本植株及同源植物系统进行基因功能分析。近年来已有木本植物建立了瞬时转化体系，用于品种的选育与开发，基因枪转化、PEG介导原生质体转化、植物病毒载体介导转化和基于农杆菌介导的转化方法已成功应用于梨、柑橘、白桦、柽柳、软木、桑树、桂花、柿树、桃等。在杨树中，通过PEG介导法成功获得了瞬时转化的叶片原生质体(Tan B,Xu M,Chen Y,et al.2013.Transient expression forfunctional gene analysis using Populus protoplasts.Plant Cell TissueOrganCulture,114(1):11-18.；Guo Y,Song X,Zhao S,et al.2015.A transient geneexpression system in Populus euphratica Oliv.protoplasts prepared fromsuspension cultured cells.Acta Physiologiae Plantarum,37(8):1-8.)；通过基因枪转化法成功获得了瞬时转化的叶片表皮细胞和保卫细胞(Nowak K,Luniak N,Meyer S,etal.2004.Fluorescent proteins in poplar:a useful tool to study promoterfunction and protein localization.Plant Biology,6(1):65-73.)；通过农杆菌侵染技术获得了瞬时转化的叶片(Takata N,Eriksson M E.2012.A simple and efficienttransient transformation for hybrid aspen(Populus tremula x P.tremuloides).Plant Methods,8(1):30-30.)和芽(Yang L,Sun Y,Xie L,et al.2009.A novelapproach for in situ bud transformation of Populus byAgrobacterium.Scandinavian Journal of Forest Research,25(1):3-9.)，这都为木本植物的基因调控研究提供了快速可靠的技术支持。