本技术涉及遗传转化技术领域,旨在提供一种利用发根农杆菌介导的向日葵毛状根转化体系。该体系通过向日葵种子催芽、育苗、发根农杆菌培养、质粒制备、幼苗切口处理、培养及根系生长促进等步骤,显著提高向日葵遗传转化效率,缩短转化周期,并确保毛状根植株生长一致性及苗的健壮性,适用于分子育种研究。
背景技术
在现代农业生物技术领域,通过遗传转化技术改善植物性状,如提高产量、增强营养品质、改善抗逆性、抗虫性和抗病性,是实现作物改良的重要途径。尽管转基因技术已取得显著进展,但对于某些作物,如向日葵,由于其体外再生能力有限,实现稳定遗传转化依然充满挑战。向日葵作为一种重要的油料作物,其遗传改良对于提高油脂产量和品质具有重要意义。
根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)作为一种天然的遗传转化工具,通过其Ti质粒的T-DNA片段将外源基因导入植物基因组,已成为植物遗传工程中的关键技术。然而,对于向日葵等难以转化的作物,传统的根癌农杆菌介导的转化方法效率低下,且难以获得稳定的转基因植株。发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)是另一种能够诱导植物形成毛状根的农杆菌属细菌,其Ri质粒(root-inducing plasmid)是实现植物遗传转化的另一种有效工具。与根癌农杆菌的Ti质粒类似,Ri质粒也能通过T-DNA将外源基因导入植物,但其在转化过程中形成的毛状根为研究植物根系提供了一个独特的系统。自20世纪中期以来,Ri质粒在植物遗传转化中的应用逐渐被开发,尤其是在难以转化的作物中,如向日葵,展现出了其独特的优势。
Ri质粒的结构与Ti质粒相似,包含T-DNA区域、毒性区域(Vir)、功能代谢区域(OPCA)和复制起始区域(Ori)。在功能上,Ri质粒能够介导T-DNA的转移,使得外源基因能够在植物细胞中表达。根据冠瘿碱的类型,Ri质粒可分为甘露碱型、农杆碱型、黄瓜碱型和异黄瓜碱型,这些不同类型的质粒在转化效率和植物响应上存在差异。
实现思路