新疆农业科学 ›› 2024, Vol. 61 ›› Issue (7): 1666-1672.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2024.07.013
卡地尔阿依·买买提1(), 周婷婷1, 韩盛1, 梅丽克汗·热西提2, 玉山江·麦麦提1(
)
收稿日期:
2023-11-15
出版日期:
2024-07-20
发布日期:
2024-09-04
通信作者:
玉山江·麦麦提(1978-),男,新疆人,研究员,博士,硕士生导师,研究方向为瓜类作物病虫害防治,(E-mail)yusanjan418@163.com作者简介:
卡地尔阿依·买买提(1996-),女,新疆人,硕士研究生,研究方向为植物病虫害防治,(E-mail)2432443698@qq.com
基金资助:
Kadierayi Maimaiti1(), ZHOU Tingting1, HAN Sheng1, Meilikehan Rexiti2, Yushanjiang Maimaiti1(
)
Received:
2023-11-15
Published:
2024-07-20
Online:
2024-09-04
Supported by:
摘要:
【目的】研究不同甜瓜品种遗传转化再生体系的建立与基因编辑植株的快速获取。【方法】选用巴吾顿、老汉瓜、其里甘、新密杂11号(86-1)4个甜瓜品种的子叶为外植体,通过农杆菌介导法侵染甜瓜子叶,采用组织培养法建立老汉瓜的遗传转化再生体系,运用PCR法检测获取基因编辑植株。【结果】从4个甜瓜品种中筛选出老汉瓜为优势品种作为外植体,在MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L培养基预培养2 d和共培养3 d,在MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L+潮霉素5 mg/L+头孢霉素250 mg/L筛选培养基上继续培养7 d,在MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L+潮霉素5 mg/L+头孢霉素250 mg/L的不定芽诱导培养基上培养1~2周可见长出的小芽,将诱导芽分别放置于不加潮霉素和加潮霉素的芽伸长培养基上培养,诱导芽在不加潮霉素的芽伸长培养基上的生长速度比加潮霉素的培养基生长快,可使芽生长至2叶苗期缩短3周,在无菌环境下剪去一个芽提取DNA,并采用RT-PCR方法检测获得21株转化植株。【结论】筛选出基因编辑植株嫩芽,不加潮霉素的芽伸长培养基可将获得基因编辑植株周期缩短3周。
中图分类号:
卡地尔阿依·买买提, 周婷婷, 韩盛, 梅丽克汗·热西提, 玉山江·麦麦提. 不同甜瓜品种遗传转化再生体系的建立与基因编辑植株的快速获取[J]. 新疆农业科学, 2024, 61(7): 1666-1672.
Kadierayi Maimaiti, ZHOU Tingting, HAN Sheng, Meilikehan Rexiti, Yushanjiang Maimaiti. Establishment of genetic transformation and regeneration systems for different melon varieties and rapid acquisition of gene edited plants[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2024, 61(7): 1666-1672.
引物名称 Primers | 引物序列(5'-3') Sequence (5'-3') | 扩增片 段大小 Product size (bp) |
---|---|---|
HPT-1F | GAAAAGTTCGACAGCGTCTCC | 407 |
HPT-1R | CGTCCATCACAGTTTGCCAGT | |
HPT-2F | TCGGACGATTGCGTCGCATC | 720 |
HPT-2R | AGGCTATGGATGCGATCGCTG | |
HPT-3F | TGAACTCACCGCGACGTCTGT | 980 |
HPT-3R | TGCGCCCAAGCTGCATCAT |
表1 用于抗病性检测的特异性引物
Tab.1 Specific primers for disease resistance detection
引物名称 Primers | 引物序列(5'-3') Sequence (5'-3') | 扩增片 段大小 Product size (bp) |
---|---|---|
HPT-1F | GAAAAGTTCGACAGCGTCTCC | 407 |
HPT-1R | CGTCCATCACAGTTTGCCAGT | |
HPT-2F | TCGGACGATTGCGTCGCATC | 720 |
HPT-2R | AGGCTATGGATGCGATCGCTG | |
HPT-3F | TGAACTCACCGCGACGTCTGT | 980 |
HPT-3R | TGCGCCCAAGCTGCATCAT |
组分 Component | 体积 Volume(μl) |
---|---|
Mix | 10 |
正向引物 Forward primer | 1 |
反向引物 Reverse primer | 1 |
ddH2O | 7 |
模板 Template | 1 |
总计Total | 20 |
表2 PCR反应体系
Tab.2 Primer sequence
组分 Component | 体积 Volume(μl) |
---|---|
Mix | 10 |
正向引物 Forward primer | 1 |
反向引物 Reverse primer | 1 |
ddH2O | 7 |
模板 Template | 1 |
总计Total | 20 |
品种名称 Variety name | 总外植体数(块) Total number of explants (pieces) | 出愈数(个) Number of healing points | 出愈率 Healing rate (%) | 不定芽诱导数(个) Adventitious bud inducing derivative (number) | 不定芽诱导率 Adventitious bud induction rate (%) |
---|---|---|---|---|---|
巴吾顿 Bawudun | 420 | 294 | 70 | 9 | 2.14 |
老汉瓜 Laohangua | 420 | 362 | 86.19 | 36 | 8.57 |
其里甘 Qiligan | 420 | 353 | 84.04 | 0 | 0 |
新密杂11号 Xinmiza 11 | 420 | 294 | 70 | 17 | 4.04 |
表3 侵染不同品种出愈率和不定芽诱导上的差异
Tab.3 The difference of recovery rate and adventitious bud induction among infected varieties
品种名称 Variety name | 总外植体数(块) Total number of explants (pieces) | 出愈数(个) Number of healing points | 出愈率 Healing rate (%) | 不定芽诱导数(个) Adventitious bud inducing derivative (number) | 不定芽诱导率 Adventitious bud induction rate (%) |
---|---|---|---|---|---|
巴吾顿 Bawudun | 420 | 294 | 70 | 9 | 2.14 |
老汉瓜 Laohangua | 420 | 362 | 86.19 | 36 | 8.57 |
其里甘 Qiligan | 420 | 353 | 84.04 | 0 | 0 |
新密杂11号 Xinmiza 11 | 420 | 294 | 70 | 17 | 4.04 |
品种名称 Variety name | 总外植体数(块) Total number of explants (pieces) | 褐化数(个) Browning number (pieces) | 褐化率 Browning rate (%) | 芽伸长数(个) Number of bud elongation (pieces) | 芽伸长率 Bud elongation rate (%) |
---|---|---|---|---|---|
巴吾顿 Bawudun | 420 | 243 | 57.85 | 1 | 0.23 |
老汉瓜 Laohangua | 420 | 200 | 47.61 | 8 | 1.90 |
其里甘Qiligan | 420 | 260 | 61.90 | 0 | 0 |
新密杂11号 Xinmiza 11 | 420 | 220 | 52.38 | 1 | 0.23 |
表4 侵染不同品种褐化率和不定芽伸长的差异
Tab.4 Differences in Browning rate and adventitive bud elongation among infected varieties
品种名称 Variety name | 总外植体数(块) Total number of explants (pieces) | 褐化数(个) Browning number (pieces) | 褐化率 Browning rate (%) | 芽伸长数(个) Number of bud elongation (pieces) | 芽伸长率 Bud elongation rate (%) |
---|---|---|---|---|---|
巴吾顿 Bawudun | 420 | 243 | 57.85 | 1 | 0.23 |
老汉瓜 Laohangua | 420 | 200 | 47.61 | 8 | 1.90 |
其里甘Qiligan | 420 | 260 | 61.90 | 0 | 0 |
新密杂11号 Xinmiza 11 | 420 | 220 | 52.38 | 1 | 0.23 |
图1 基因编辑植株在加潮霉素和未加潮霉素的芽伸长培养基上的生长差异 注:A:加潮霉素培养基培养前;B:加潮霉素培养基上培养14 d后;C:未加潮霉素的培养基培养前;D:未加潮霉素的培养基培养14 d后
Fig.1 Growth difference of gene-edited plants on bud elongation medium with and without hygromycin Note: A: Before culturing with hygromycin medium; B: After 2 weeks of cultivation on hygromycin medium; C: Before culturing in a culture medium without adding hygromycin; D: After 2 weeks of cultivation in medium without added hygromycin
图2 基因编辑出芽的基因组提取DNA 注:M:D2000的DNA marker;1~21:是基因编辑植株叶片的DNA
Fig.2 Genome of bud extracted by gene editing Note: M: DNA marker of D2000; 1-21: DNA of leaves of genome editing plants
图4 基因编辑苗的PCR扩增结果 注:M:D2000的DNA marker;1~9是SG10592获取的基因编辑苗;10~21是SG10610获取的基因编辑苗
Fig.4 PCR amplification results of gene-edited seedlings Note: M: DNA marker of D2000; 1-9 are gene edited seedlings obtained from SG10592; 10-21 are gene edited seedlings obtained from SG10610
图5 基因编辑植株获取过程 注:A:划线法活化的农杆菌;B:甜瓜种子接种均得到的无菌苗;C:预培养的甜瓜子叶;D:抗潮霉素筛选的芽;E:基因编辑芽在芽伸长培养基上伸长;F:生根培养基中16 d左右的不定芽根;G:移栽土壤的基因编辑苗;H:移栽15 d的基因编辑苗;I:基因编辑植株在人工气候室培养
Fig.5 Diagram of the entire process of obtaining gene edited plants Note: A: Agrobacterium activated by streak method; B: Aseptic seedlings obtained through inoculation of melon seeds; C: Cultivated sweet melon cotyledons; D: Buds screened for resistance to hygromycin; E: Genome editing buds elongate on bud elongation medium; F: Adventitious shoot roots in rooting culture medium for about 16 days; G: Genome editing seedlings of transplanted soil; H: Genome editing seedlings transplanted for 15 days; I: Genome editing plants were cultured in an artificial climate chamber
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