El protocolo de transformación de a. rhizogenes fue adaptado y modificado de cuerno et al7 y el genotipo probado fue S. tuberosum ssp. tuberosum (CV Désirée). El protocolo de transformación de a. tumefaciens fue adaptado y modificado de Banerjee et al22 y los genotipos probados fueron S. tuberosum ssp. tuberosum (CV Désirée) y S. tuberosum SSP. andigena. Los pasos principales de ambos procedimientos se resumen en la figura 1 y figura 2, respectivamente.
Nota: En todos los pasos del procedimiento realizar transferencias en vitro , hacerlo rápidamente y, cuando sea posible, mantener las placas o potes cerrados, minimizando así la exposición de la planta al aire para evitar el marchitamiento y la contaminación. Indique lo contrario, todas las incubaciones de planta se realizaron en gabinetes en las condiciones de 12 h de luz/12 h de 24 ° C 20 ° C oscuro y 67 μmol m-1 s-1. Indique lo contrario, llevar a cabo todas las bacterias manipulación de vitro planta transferencias y en condiciones asépticas en una campana de flujo laminar. Todas las recetas de medios de cultivos vegetales Agrobacterium y en vitro se proporcionan en la Tabla S1.
PRECAUCIÓN: Depositar todas las bacterias genéticamente modificadas y las plantas para el depósito de residuos apropiado.
1. culturas de Agrobacterium utilizadas para la transformación
Nota: La cepa empleada para la transformación de a. rhizogenes fue el C58C1:Pri15837 (proporcionado amablemente por el Dr. Inge Broer) y que para a. tumefaciens fue el GV2260 (proporcionado amablemente por el Dr. Salomé Prat). A. rhizogenes se transformó con el vector binario PK7GWIWG2_II-ya sean (VIB-Departamento de Biología de sistemas de planta en Universiteit Gent; http://gateway.psb.ugent.be) que contiene una T-DNA con un marcador de transformación para monitorear la raíz melenuda formación. Para comparar las raíces transformadas de a. rhizogenes y a. tumefaciens, ambos fueron transformados con la pKGWFS7 de vector binario que contiene un ADN de T lleva el promotor FHT conducir el gen reportero β-glucoronidase (GUS) y el gen de resistencia a kanamicina como marcador seleccionable15.
- Elegir una colonia de Agrobacterium y crecer durante la noche (O/N) en 5 mL de medio YEB suplementado con antibióticos (Tabla S1) en un tubo de centrífuga de 50 mL a 28 ° C con agitación a 200 rpm.
- Para la transformación de a. tumefaciens , medir la densidad óptica, que debe ser OD600 = 0.6-1.0.
- Si la densidad óptica es superior, realizar un subcultivo bajando a OD600 = 0.3 con medios frescos y espere hasta que la cultura llegue a OD600 = 0.6-1.
- Centrifugar 1 mL de cultivo de Agrobacterium a 3.000 x g en una centrífuga de mesa durante 10 min a temperatura ambiente.
- Quite el sobrenadante mediante pipeteo y resuspender las células en 1 mL de medio YEB fresco sin antibióticos. Repita este paso para asegurar la eliminación completa de los antibióticos.
- Para la transformación de a. tumefaciens , en la resuspensión último añadir el volumen adecuado de YEB para obtener una densidad óptica final de OD600 = 0.8.
- Mantener las células en hielo mientras se preparan las plantas infectadas.
2. material para la transformación de la planta
- Hacer uno o dos esquejes de tallo de nodo ya sea con el apical o los brotes auxiliares de estéril en vitro patata plantas (donante); crecen en medio sólido 2MS en macetas de 3 a 4 semanas (figura 1A y figura 2A).
3. planta de transformación con a. rhizogenes (figura 1)
Nota: Este procedimiento permite la obtención de raíces pilosas transformadas. Para evaluar la expresión del transgen, se necesita un control negativo. Para preparar el control negativo, siga el procedimiento utilizando una cepa de a. rhizogenes transformaciones o transformadas con el vector vacío que incluye el gen marcador de transformación.
- Utilizar placas de medio fresco; por otra parte, las placas pueden conservarse a 4 ° C con el lado de la tapa, bien selladas con la película transparente para evitar la deshidratación de los medios de comunicación. Para preparar las placas de medios cuadrados, pendiente a ~ 15°, 40 mL de MS, se llenan y deje solidificar. Esto reducirá al mínimo el contacto de la parte aérea de la planta con el medio.
- Transferencia muy cuidadosamente una planta donante desde el medio de 2MS a una placa cuadrada de 120 x 120 mm.
- Inyectar a la un madre entrenudo 3 μL de la cultura de a. rhizogenes utilizando una aguja quirúrgica y repetirlo dos veces por planta de entrenudos diferentes cuando sea posible.
Nota: Considerar cada inyección como un evento de transformación independientes (figura 1B).
- Transferir inmediatamente la planta entera a una placa cuadrada con sólida MS suplementado con 0,1 mM acetosiringona. Capacidad para 2 plantas por placa.
Nota: La solución stock de 1 M acetosiringona está preparada en DMSO y puede ser almacenada a-20 ° C.
- Selle la placa con cinta quirúrgica y organizar verticalmente dentro de un gabinete de crecimiento durante 4 días.
- Transferencia de la planta a un nuevo plato cuadrado con medio MS suplementado con Cefotaxima sódica [500 μg/mL] a . rhizogenes.
- Después de 10-12 días, las raíces pilosas empezarán a aparecer (figura 1,D 1). A continuación, suprimir las raíces nativas de la planta y la planta de transferencia a un nuevo plato cuadrado con medio MS suplementado con Cefotaxima sódica [500 μg/mL].
Nota: Raíces peludas transformadas pueden comprobarse por fluorescencia roja cuando se utiliza un marcador de transformación DsRed (figura 3D).
- Para obtener una planta compuesta (Figura 1E), permita que las raíces pilosas transgénicas crecen durante 3-4 semanas en medio MS suplementado con Cefotaxima sódica [500 μg/mL] (cambiar el medio cada semana).
- Según el propósito, difundir las raíces pilosas transgénicas y los controles negativos como sigue.
- Transferencia de la planta entera compuesta para un cultivo hidropónico (Tabla S2) o medio de suelo para permitir un desarrollo masivo.
- Para propagar individualmente las raíces pilosas transformadas, con un bisturí corta las raíces que expresan el marcador rojo transformación fluorescente (proteína DsRed) cuando son 4-8 cm de largo (Figura 1E) y transferirlas a una placa Petri con medio sólido Gamborg B5 suplementado con 2% sacarosa y cefotaxime sódico [500 μg/mL]. Sellar las placas con película de plástico de laboratorio y crecer en la oscuridad a 20 ° C.
Nota: Las raíces pueden ser manipuladas bajo un estereomicroscopio equipado para detectar la fluorescencia bajo condiciones estériles (véase Tabla de materiales).
- Para la producción de biomasa (es decir, análisis de expresión génica), cortar una raíz de 5 cm largo peludo y propagar en un erlenmeyer de 150 mL con 20 mL de Gamborg B5 líquido suplementado con 2% sacarosa y cefotaxime sódico [500 μg/mL]. Crecer durante 6 semanas en la oscuridad a 20 ° C y 60 rpm.

Figura 1: Línea de tiempo para obtener patatas transgénicas raíces pilosas con a. rhizogenes. Se muestran las semanas acumuladas para llegar a cada etapa del proceso de transformación y los pasos subsiguientes para crecer las raíces pilosas. Muestran imágenes representativas de diferentes etapas: la iniciación del proceso con 3 semanas de edad en vitro de las plantas (A), entonces la infección de las plantas mediante la inyección de a. rhizogenes (B), la formación de la proliferativa tejido (C, flechas) con raíces peludas emergentes (D) y las raíces pilosas desarrolladas expresar el marcador de la transformación fluorescente rojo DsRed (E). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
4. planta de transformación con a. tumefaciens (figura 2)
Nota: Este procedimiento permite la obtención de plantas transformadas. Para evaluar el efecto del transgén, se necesita un control negativo. Una opción es seguir el procedimiento con una a. tumefaciens transformadas con el vector vacío. Alternativamente, pueden utilizarse las plantas de tipo silvestre.
- Corte y coloque una hoja de las plantas 3-4 semanas de edad (figura 2A) en una placa Petri. Con un bisturí excluir el peciolo y realizar cortes transversales (1-3 dependiendo del tamaño de la hoja) desde el centro de la hoja en los bordes evitando cortarlos apagado (figura 2B).
- Coloque la hoja flotando en 10 mL de 2 ms fresco medios líquidos en caja Petri con el lado abaxial inmediatamente y cerrar la placa. Repita el paso con capacidad hasta 15 hojas de CV Désirée y 25 hojas para SSP. unndigena (dependiendo del tamaño de la hoja).
- Inmediatamente añadir 80 μl del cultivo de a. tumefaciens a OD600 = 0,8 en los medios líquidos y homogeneizar la placa manualmente durante 1 minuto para la distribución de la solución bacteriana.
- Cuidadosamente sellar con lacre de la película, cubrir con papel de aluminio e Incube por 2 días en una cámara a 24 ° C dejar que la transformación ocurra.
- Transferir las hojas manteniendo lado abaxial hasta medio CIM (figura 2B) e incube durante una semana en un gabinete de crecimiento.
- Raspe el medio CIM con las pinzas para que las hojas se pueden acomodar mejor en los medios de comunicación.
- Transferir las hojas manteniendo lado abaxial hasta medio SIM (figura 2) e Incube en un crecimiento del gabinete, refrescante al medio cada 7-10 días, hasta que los brotes son unos 2 cm de altura.
- Raspe el medio SIM con las pinzas para que las hojas pueden ser completamente rodeadas por los medios de comunicación. Cuando los brotes emergidos a la tapa, trabajar con altura de Petri (100 x 20 mm, altura x diámetro).
Nota: El callo se formará después de 2-3 semanas en medio de SIM (Figura 2D) y los brotes después 6-7 semanas (Figura 2E). Los brotes se considerarán como eventos independientes transformación cuando emergen de callo formado a partir de heridas independiente.
- Corte tres brotes emergido de cada callo (considerado como el evento mismo de la transformación) (Figura 2E), para frascos de cultivo con medio de MG suplementados con Cefotaxima sódica [250 mg/L] para permitir la transferencia de enraizamiento, etiqueta el subconjunto con un número y Incubar en un crecimiento del gabinete para 3-4 semanas o hasta que los brotes son vigorosos (figura 2F).
Nota: Cuando corte los brotes, eliminar bien el callo de lo contrario la raíz no se formará.
- Repetir tantas veces como líneas independientes son necesarias. Hasta 5 transformación diferentes eventos se pueden colocar en un matraz de cultivo con un diámetro de 8 cm para trabajar en la plena confianza que no se mezclan las plantas de diferentes eventos.
- Seleccione la planta más vigorosa de cada evento, cortar el segmento apical de los brotes con entrenudos 3-4 y colocarlo en un nuevo frasco de cultura con 2 ms suplementado con Cefotaxima sódica [250 mg/L].
Nota: En 3-6 semanas que la planta crecerá de forma eficiente, desarrollando una sesión vigorosa y raíces.
- Traer de vuelta a la cámara de los brotes no seleccionados hasta que la planta seleccionada ha desarrollado completamente.
- Cortar segmentos de tallo de la planta con mínimo un entrenudo o con la yema apical y transferirlos a nuevo medio de 2 ms suplementado con cefotaxima [250 mg/L]. Les Incube en el gabinete de crecimiento.
- Repetir cada 3-4 semanas para establecer las líneas en vitro transformado.
Nota: La Cefotaxima sódica es necesaria en al menos tres las transferencias posteriores al medio de 2MS para asegurarse para matar al de a. tumefaciens; Luego, si se observa un crecimiento excesivo de a. tumefaciens , transferir las plantas otra vez a 2MS medios suplementados con Cefotaxima sódica.
- Para caracterizar el fenotipo de la planta, transferencia de plantas al suelo para su caracterización completa o al cultivo de hidroponía para la inspección de la raíz.
- Mantener los tubérculos producidos en suelo para propagar y mantener las líneas establecidas.

Figura 2: Línea de tiempo para obtener patatas transformadas plantas utilizando a. tumefaciens. Se muestran las semanas acumuladas para llegar a cada etapa del proceso de transformación y los pasos subsiguientes para crecer las plantas. Muestran imágenes representativas de diferentes etapas: la iniciación del proceso utilizando las hojas de 3 - semanas de edad en vitro las plantas (A), el traslado de los heridos y los infectados deja a los medios CIM (B), las hojas cuando transfiere a Medio SIM (C), la visualización de las callosidades alrededor de las áreas heridas después de 2-3 semanas en los medios de comunicación (D), la formación sesión después 9-11 semanas en medios SIM (E) y los brotes después de ser trasladado a los medios de comunicación MG (F) SIM. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
5. cultivo hidropónico cultivo
- Preparar solución de Hoagland a una fuerza media (0,5 x) (Tabla S2) en un cubo de 10 L.
- Sumerja una bomba de acuario para mantener la homogeneidad y las condiciones de oxígeno adecuado.
- Cubren las paredes de la cubeta con papel de aluminio para crecer las raíces en condiciones de oscuridad.
- Evitando el daño de la raíz, la transferencia en vitro plantas para cultivo hidropónico.
Nota: Retire cualquier resto medio en vitro de raíces para evitar la proliferación de microorganismos durante la incubación agitando cuidadosamente las raíces sumergidas en agua.
- Cubrir las plantas con la película transparente como un invernadero para permitir una aclimatación adecuada e Incube en el cuarto de crecimiento.
- Hacer agujeros en la película después de 3 días y quitar completamente una semana después.
- Reemplazar con medio fresco cada 10 días.
6. ensayo de genética de reportero histoquímica de GUS
Nota: En nuestro caso el GUS se realizó análisis con raíces de 2 a 3 semanas en hidroponía o in vitro.
- Fijar las raíces con acetona al 90% frío (v/v) e incubar durante 20 minutos en hielo.
- Realizar dos lavados con agua destilada.
- Añadir GUS fresco, coloración de la solución (tabla 1) y aplique vacío (-70 Pa) durante 20 minutos.
- Incubar a 37 ° C en oscuridad para proteger al GUS fotosensible durante 4 horas o hasta que aparezca un color azul.
Nota: La presencia de ferri y ferrocianuro en solución de GUS minimizar la difusión de productos de la reacción y proporcionar una ubicación más precisa.
PRECAUCIÓN: Utilice una campana de humos y usar ropa protectora al manipular los derivados tóxicos de cianuro en la solución de GUS (Ferricianuro de potasio y de ferrocianuro de potasio). El sustrato de GUS y el material de desecho deberán ser eliminados con seguridad.
- Retire la solución de tinción GUS y descartar en contenedores apropiados.
- Realizar dos lavados con etanol 70% (v/v).
- Observar bajo un microscopio de campo brillante.
Nota: GUS la coloración es estable por varias semanas; sin embargo, durante la primera semana, la señal de GUS es claro y menos a las vecinas las células difunde. Para un almacenaje más largo, sellar el tubo y almacenar a 4 ° C.

Tabla 1: Receta de solución tinción GUS.