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方法文章

花浸法转化 拟南芥 用于检查 pTSO2::β-葡萄糖醛酸酶 报告基因表达

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DOI:

10.3791/1952

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2010年6月11日

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本文内容

摘要

本文介绍了花序浸渍法 Agrobacterium tumefaciens 介导的转化 拟南芥通过引入细胞周期调控的启动子-报告基因系统, pTSO2::β-葡萄糖醛酸酶(GUS),进入 拟南芥我们展示了如何在转基因幼苗中检测GUS报告基因的表达。

摘要

将外源基因导入生物体的能力是现代生物学和生物技术的基础。在模式开花植物中Arabidopsis thaliana,花序浸润转化法1-2因其简便、高效且成本低廉,已取代所有先前的方法。具体而言,幼嫩开花植株的茎尖Arabidopsis植物被浸入一种溶液中Agrobacterium tumefaciens携带特定质粒构建体。浸染后,将植株放回正常生长条件并收获种子,其中极小部分种子因转入了外源基因,可在含抗生素的培养基上被筛选出来。该花序浸染法极大地促进了Arabidopsis研究极大地促进了我们对植物基因功能的理解。在本研究中,我们采用花序浸润法(floral-dip method)转化一个报告基因,β-葡萄糖醛酸苷酶 (GUS),在控制下TSO2启动子TSO2,编码核糖核苷酸还原酶(RNR)小亚基3, 是一种在细胞周期中受调控的基因,对细胞周期S期的脱氧核苷二磷酸(dNDP)生物合成至关重要。对该基因的检测GUS转基因中的表达Arabidopsis幼苗显示TSO2在活跃分裂的组织中表达。所报道的实验方法和材料不仅易于应用于科研,也可轻松适用于高中和大学阶段的教育。

方案

I. 花浸法转化 拟南芥

  1. 转化前约1个月,播种 拟南芥 将种子播种到4至8个花盆(5英寸方形盆)中,每盆约10-15株植物。对于育性正常的植物,每种质粒构建体种植4盆即可。若需转化突变体 拟南芥 生育力降低时,应相应增加花盆数量。
  2. 植物在标准条件下培养(16小时光照,8小时黑暗) 22°C)。如果植物在较短日照或较低温度条件下生长,开花时间会延长,达到适合转化的状态所需时间也会更长。良好的植株管理可确保植株健康,而健康的植株是成功转化的关键。
  3. 当植株刚刚抽薹并开始开花时,即可进行转化。为了提高转化效率,在转化前3-4天,一旦主花序抽薹,立即剪除,以促进更多侧枝的形成。转化前一天给植株浇水,以确保土壤在花序浸润过程中不会吸收过多的侵染液。
  4. 转化前两天,在含有适当抗生素的40 ml LB培养基中接种(若使用 pTSO2::GUS, 50 μg/ml 卡那霉素)与 农杆菌 根癌农杆菌 携带GV3101菌株的 pTSO2::GUS 构建。该 pTSO2::GUS 克隆于 pBIN20 具有以下特性的载体 NPTII 赋予卡那霉素抗性的基因3. 在28-30°C.
  5. 次日,将8ml过夜培养物转移至含LB培养基的400ml中 50 μg/ml ....

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讨论

转化效率由多种不同因素决定,这些因素将在下文讨论:

  1. 植物的健康状况及其苗龄至关重要。理想材料为约一个月大、带有大量未成熟花蕾的植株。在转化前3-4天剪除主茎以促进侧枝生成,可提高转化效率。较老的植株虽也能获得转化子,但效率较低。
  2. 植物的育性非常重要。若需转化育性降低的突变体,则需要准备更多的植株用于浸染。
  3. 浸染缓冲液中添加0.3% Silwet L-77表面活性剂被认为是必需的。
  4. 植株在浸染液中的浸染时间应至少持续5分钟。
  5. 为减少真菌污染,需采取多项预防措施。首先,应在浸染前一天对植株或土壤浇水,避免土壤在浸染过程中吸收浸染液;切勿将土壤浸入浸染液中。其次,浸染后24小时内应移除塑料覆盖物和纸巾,以降低湿度。第三,浸染后至少5天内不要浇水。

根据特定的质粒构建,转基因植物的筛选方法可能有所不同。如果质粒载体携带赋予对草铵膦铵盐抗性的 Bar(双丙氨膦乙酰转移酶)标记基因,则可直接将种子播种于土壤中,无需对种子进行任何灭菌处理。随后每隔几天用1:1000稀释的草铵.......

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致谢

感谢 Chunxin Wang 构建 pTSO2::GUS 载体并提供图1中的照片,感谢 Detlef Weigel 分享 GUS-foolproof 实验方案,感谢 Paja Sijacic 和 Courtney Hollender 提出的有益建议。Z. L. 实验室的研究工作由美国国家科学基金会(IOB0616096 和 MCB0744752)资助。Z.L. 还部分得到了马里兰大学农业实验站的支持。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
6-苄基腺嘌呤Sigma-Aldrich852430
Silwet-77Crompton Corp.有毒,操作时佩戴手套
MS基础培养基(Murashige 和 Skoog 基本培养基)Sigma-AldrichM5519
Gamborg’s 维生素溶液 1000倍浓缩液Sigma-AldrichG1019
X-Gluc(5-溴-4-氯-3-吲哚基 β-D-葡糖苷酸环己胺盐)Biosynth International, IncB-7300有毒,避光保存,置于暗处
3M 微孔胶带Fisher Scientific19027761

参考文献

  1. Clough, S. J. Floral dip: agrobacterium-mediated germ line transformation. Methods Mol Biol. 286, 91-91 (2005).
  2. Clough, S. J., Bent, A. F. Floral dip: a simplified method for Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana. Plant J....

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