Method Article

Specyfikacja CIPK14 Analiza funkcji genów w celu wyjaśnienia wydajnego systemu transgenicznego korzeni

DOI:

10.3791/62304

⸱

September 23rd, 2021

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1College of Forestry, Beijing Forestry University, 2Beijing Advanced Innovation Center for Tree Breeding by Molecular Design, Beijing Forestry University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutaj prezentujemy jako przykład wydajny i stabilny system transformacji do analizy funkcjonalnej genu CcCIPK14, stanowiący techniczną podstawę do badania metabolizmu roślin niemodelowych.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wydajny i stabilny system transformacji ma fundamentalne znaczenie dla badania funkcji genów i hodowli molekularnej roślin. W tym miejscu opisujemy zastosowanie systemu transformacji, w którym pośredniczy Agrobacterium rhizogenes, na grochu gołębim. Łodyga jest zakażona A. rhizogenes przenoszącym wektor binarny, który wywołał kalus po 7 dniach, a korzenie przybyszowe 14 dni później. Wygenerowany transgeniczny korzeń włochaty zidentyfikowano za pomocą analizy morfologicznej i genu reporterowego GFP. Aby jeszcze bardziej zilustrować zakres zastosowań tego systemu, CcCIPK14 (Calcineurin B-like protein-interacting protein kinases) przekształcono w groch gołębi przy użyciu tej metody transformacji. Rośliny transgeniczne potraktowano odpowiednio kwasem jasmonowym (JA) i kwasem abscysynowym (ABA) w celu zbadania, czy CcCIPK14 reaguje na te hormony. Wyniki wykazały, że (1) hormony egzogenne mogą znacznie zwiększać poziom ekspresjiCcCIPK14, zwłaszcza w roślinach z nadekspresją CcCIPK14 (OE); (2) zawartość genisteiny w liniach CcCIPK14-OE była istotnie wyższa niż w kontroli; (3) poziom ekspresji dwóch dalszych kluczowych genów syntazy flawonoidów, CcHIDH1 i CcHIDH2, był regulowany w górę w liniach CcCIPK14-OE; oraz (4) system transgeniczny owłosionych korzeni może być wykorzystany do badania metabolicznie funkcjonalnych genów w roślinach niemodelowych.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Transformacja to podstawowe narzędzie do oceny ekspresji genów egzogennych1,2. Wiele biologicznych aspektów roślin zasobowych jest wspólnych dla wszystkich roślin; w związku z tym badania funkcjonalne niektórych genów można przeprowadzić w roślinach modelowych (takich jak Arabidopsis)3. Jednak wiele genów w roślinach jest unikalnych pod względem funkcji i wzorców ekspresji, co wymaga badań na ich własnych lub blisko spokrewnionych gatunkach, zwłaszcza w przypadku roślin zasobowych3,4. Komórki roślinne mogą wyczuwać różne sygnały, które umożliwiają roślinom wykazywanie określonych zmian w ekspresji genów, metabolizmie i fizjologii w odpowiedzi na różne warunki stresu środowiskowego5,6,7. Flawonoidy odgrywają kluczową rolę w procesie sygnalizacji roślin, który reaguje na stresy środowiskowe5,8,9. Ponadto zawartość flawonoidów w roślinach ogrodniczych i leczniczych jest również ważnym wskaźnikiem oceny jakości10. Identyfikacja genów zaangażowanych w regulację syntezy flawonoidów w odpowiedzi na sygnały zewnętrzne ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia mechanizmu syntezy flawonoidów w roślinach. Kilka badań wykazało, że stosowanie hormonów egzogennych może sprzyjać akumulacji flawonoidów6,11. Stabilny system transformacji i metoda walidacji funkcji genów są niezbędne do zademonstrowania funkcji genów i zrozumienia metabolizmu wtórnego w roślinach.

Transformacja za pośrednictwem Agrobacterium jest szeroko stosowana w insercji DNA5,8,9. Agrobacterium tumefacient może przenosić geny pierścieniowe do chromosomów komórek roślinnych, a egzogenne fitohormony indukują pojedyncze lub kilka komórek gospodarza, które mogą regenerować rośliny w celu uzyskania stabilnych transformantów12,13,14. Metody transformacji za pośrednictwem Agrobacterium są bardziej odpowiednie dla gatunków roślin nadających się do manipulacji in vitro, podczas gdy większość wieloletnich roślin drzewiastych ogranicza stosowanie tej metody ze względu na ich trudność w regeneracji4,15. A. rhizogenes jest również w stanie modyfikować genom komórek gospodarza16. W niniejszym badaniu opracowaliśmy wydajną i stabilną procedurę transformacji, w której pośredniczy A. rhizogenes. A. rhizogenes zawiera drugi plazmid binarny przenoszący nienaturalny gen T-DNA oprócz plazmidu Ri. Roślina żywicielska jest zainfekowana, a roślinę kompozytową można uzyskać z transgenicznymi owłosionymi korzeniami wyłaniającymi się z pędu dzikiego16,17. Systemy przemian za pośrednictwem A. rhizogenes nadają się do stosowania w badaniach roślin drzewiastych ze względu na ich szybką, tanią i niewymaganą regenerację roślin. Ponad 160 rodzajów roślin z powodzeniem wywołało owłosione korzenie, a większość z nich znajduje się w Solanaceae, Compositae, Cruciferae, Convolvulaceae, Umbelliferae, Leguminosae, Caryophyllaceae i Polygonaceae18,19. W porównaniu z A. tumefaciens, A. rhizogenes wykazał wyższą skuteczność w transformacji za pośrednictwem gołębi grochu17,20.

W tym badaniu, groch gołębi został użyty jako przykład do wprowadzenia procesu przemiany, w którym pośredniczy A. rhizogenes. Od zaszczepienia do ukorzenienia eksperymenty trwały 5 tygodni. Zidentyfikowaliśmy transformację korzenia przybyszowego poprzez morfologię i gen reporterowy GFP, a wydajność transformacji wyniosła aż 75%. Ponadto potraktowaliśmy roślinę kompozytową JA i ABA, a także wykryliśmy transkrypty i metabolity wtórne za pomocą ilościowego PCR na żywo i HPLC (wysokosprawna chromatografia cieczowa). Potwierdzono, że poziom ekspresji CcCIPK14 odpowiada nie tylko na JA i ABA, ale także wpływa na biosyntezę flawonoidów. System ten jest odpowiedni do badania genów funkcjonalnych związanych z metabolizmem wtórnym. Zapewnia również nowe podejście do badania roślin niemodelowych w przypadku braku wystarczającego stabilnego systemu transformacji17,21,22.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

UWAGA: Groch gołębi to diploidalna roślina strączkowa należąca do rodziny bobowatych (Fabaceae). Nasiona grochu gołębiego użyte w tym eksperymencie pochodzą z Północno-Wschodniego Uniwersytetu Leśnictwa w Chinach i są oznaczone kodem 87119. Podstawowe kroki tego protokołu są zilustrowane w Rysunek 1A. Inkubację sadzonek przeprowadzono w środowisku o wysokiej wilgotności w temperaturze 25 °C pod lampami fluorescencyjnymi przy 50 μmol fotonów na m-2 s-1 w fotoperiodze trwającym 16 godzin. W laboratorium zachowały się szczepy A. rhizogenes K599 (NCPPB2659). Przechowywano je w pożywce drożdżowo-mannitolowej (YEP) z 15% glicerolem w temperaturze -80 °C. Protokół opisany w tej pracy został oparty na protokole Meng et al.21.

UWAGA: Umieść wszystkie genetycznie zmodyfikowane bakterie i rośliny w odpowiednim pojemniku na odpady. Używaj wszystkich niebezpiecznych chemikaliów w dygestoriach i wyrzucaj je do pojemnika na odpady niebezpieczne.

1. Przygotowanie sadzonek grochu gołębiego

  1. Wybierz pulchne i nieuszkodzone nasiona grochu gołębiego (Rysunek 1A), które były przechowywane krócej niż 1 rok.
  2. Namocz nasiona w wodzie destylowanej przez 24 godziny (Rysunek 1B). Przenieś spuchnięte nasiona do tacki na nasiona i umieść je w szklarni.
  3. Nasiona zaczynają kiełkować po 1-2 dniach. Gdy epikotyl osiągnie 1,5 cm, przeszczep sadzonki do doniczek o wymiarach 10 cm (średnica) x 9 cm (wysokość) zawierających ziemię i piasek w stosunku objętościowym 3:1,
    UWAGA: Gleba składa się z mieszanki pożywnej gleby, wermikulitu i perlitu w stosunku 2:1:1.
  4. Wyhoduj sadzonkę w szklarni.

2. Aktywacja A. rhizogenes

UWAGA: Szczepem używanym do przemiany A. rhizogenes był K599 zachowany w temperaturze -80 °C. Wektor binarny pROK2 (pBIN438; http://www.biovector.net/product/428388.html) zawiera białko zielonej fluorescencji (GFP) jako gen wskaźnikowy oraz gen oporności na kanamycynę jako selektywny marker do transformacji A. rhizogenes.

  1. Rozmrozić A. rhizogenes na lodzie.
  2. Zanurz bakterie i ułóż je równomiernie na pożywce z mannitolem drożdżowym (YEP) uzupełnionym 8 g/l proszku agarowego, 25 mg/l ryfampicyny i 25 mg/l kanamycyny (YRK, pH 7,0).
  3. Inkubować w temperaturze 28 °C przez 16 godzin.
  4. Wybierz kolonie monoklonalne. Hoduj je w probówce o pojemności 50 ml zawierającej 10 ml pożywki YEB uzupełnionej 25 mg/l ryfampicyny i 25 mg/l kanamycyny (YRK, pH 7,0). Umieścić probówkę wirówkową na inkubatorze z wytrząsaniem o promieniu obrotowym 10 cm, w temperaturze 28 °C i prędkości obrotowej 200 obr./min przez 16 godzin.

3. Transformacja roślin za pomocą A. rhizogenes

UWAGA: Wybierz zdrowe rośliny, aby zainfekować A. rhizogenes, korzystając z następującej procedury iniekcji. Zabieg ten powoduje przekształcenie owłosionych korzeni. Aby przeanalizować funkcję genu CcCIPK14, potrzebna jest kontrola. Roztwory A. rhizogenes z pustym wektorem lub plazmidami CcCIPK14-pROK2 wstrzyknięto do siewek w celu wywołania owłosionych korzeni.

  1. Inokulacja A. rhizogenes
    1. Wybierz sadzonki grochu gołębiego o tym samym statusie wzrostu.
    2. Opróżnij strzykawkę o pojemności 1 ml i odessaj 0,3 ml płynu bakteryjnego. Powoli popchnij popychacz, aby napełnić igłę strzykawki płynem bakteryjnym21.
    3. Najpierw przymocuj łodygę sadzonki grochu gołębia pęsetą, a następnie wkłuj igłę strzykawki w łodygę na 1 cm.
    4. Po wyjęciu strzykawki należy całkowicie zanurzyć końcówkę igły w trzpieniu. Powoli popchnij popychacz, aby wypompować płyn bakteryjny z penetrującej rany.
      UWAGA: Przyłączenie resztkowego płynu bakteryjnego do rany w kropelkach bakteryjnych może poprawić wydajność infekcji i transformacji.
  2. Zarządzanie sadzonkami
    UWAGA: Wysoka temperatura i wilgotność mogą poprawić skuteczność infekcji A. rhizogenes.
    1. Umieść sadzonki zaszczepione A. rhizogenes na tacy (30 cm x 60 cm x 6 cm) z 1 l wody. Użyj przezroczystej plastikowej pokrywki (30 cm x 60 cm x 30 cm) jako osłony, aby utrzymać temperaturę i wilgotność środowiska wewnętrznego.
    2. Okresowo usuwaj opadłe liście i kłaczkowate strzępki przyczepione do końcówek liści i opadłych liści.
    3. Po tygodniu w ranie zaczyna pojawiać się modzel. Następnie trzymaj plastikową pokrywę do połowy otwartą.
    4. Po 4-5 tygodniach większość tkanki kalusa zróżnicowała się w korzenie przybyszowe. Zdejmij plastikową pokrywkę.
    5. Dodawaj 1 l wody do tacy co 3 dni, aby gleba była wilgotna.
      UWAGA: Groch gołębi jest rośliną odporną na suszę; Zbyt dużo wody może hamować wzrost roślin.

4. Identyfikacja przekształconych owłosionych korzeni

UWAGA: Przekształcone owłosione korzenie można zidentyfikować na podstawie morfologii i poziomu genów. Procedura ta koncentruje się przede wszystkim na teście identyfikacji genu reporterowego (GFP).

  1. Zbierz końcówki owłosionego korzenia i zaznacz pozostałą część.
  2. Oceń, czy występuje zielona fluorescencja pod konfokalnym laserowym mikroskopem skaningowym.
  3. Rozetrzeć 0,1 g owłosionych korzeni z silnym sygnałem fluorescencyjnym na drobny proszek w ciekłym azocie.
  4. Zgodnie z instrukcjami producenta zestawu roślinnego genomowego DNA, przygotuj genomowe DNA niezależnych linii transgenicznych grochu gołębiego za pomocą zmodyfikowanego bromku cetylotrimetyloamoniowego (CTAB) metody23.
  5. Użyj 500 ng matrycy genomowego DNA i starterów do PCR. Startery przedstawiono w tabeli 1.
  6. Przeprowadzić następujący cykl amplifikacji: wstępna denaturacja w temperaturze 94 °C przez 5 minut, denaturacja w temperaturze 94 °C przez 30 s, wyżarzanie starterów w temperaturze 55 °C przez 30 s i przedłużanie podkładu w temperaturze 72 °C przez 30 s. Po 36 cyklach i ostatecznym przedłużeniu o 10 minut w temperaturze 72 °C, przeanalizować amplifikowane produkty na 1% żelu agarozowym.
  7. Zabarwić żele barwieniem kwasów nukleinowych i uwidocznić je w świetle UV.

5. Leczenie hormonami egzogennymi

UWAGA: Rośliny z dodatnim wynikiem kompozytu zostały potraktowane egzogennymi hormonami w celu zbadania wpływu CcCIPK14 na metabolizm. Złożone rośliny indukowane przez A. rhizogenes podzielono na trzy grupy: grupę traktowaną przez JA, grupę traktowaną ABA i grupę kontrolną (Figura 3A).

  1. Zmniejsz podlewanie 3 dni przed leczeniem hormonami egzogennymi.
  2. Przygotować roztwory JA i ABA o stężeniu 5 mg/L.
    UWAGA: Proszek JA i ABA najpierw rozpuszcza się w alkoholu etylowym, a następnie napełnia do docelowej objętości wodą destylowaną.
  3. Za pomocą butelki z rozpylaczem rozpyl roztwory JA i ABA równomiernie na liście roślin. Potraktuj grupę kontrolną wodą.
    UWAGA: Średnio 10 ml roztworu rozpylano na każdą sadzonkę.
  4. Przykryj plastikową pokrywką natychmiast po rozpyleniu. Umieść go z powrotem w szklarni ze sztucznym klimatem.

6. Pobieranie i przechowywanie próbek

UWAGA: Po 3 godzinach leczenia hormonami egzogennymi, zebrano materiały roślinne z różnych grup leczenia.

  1. Usuń płowe i zanieczyszczone owłosione korzenie i wybierz te o białym wyglądzie. Zbierz te owłosione korzenie i osusz je chłonnym papierem.
  2. Podziel owłosione korzenie zebrane z każdej sadzonki na dwie części. Włóż jedną część do ponumerowanej probówki i owiń ją oznaczoną folią aluminiową.
  3. Liofilizować folię aluminiową w ciekłym azocie, a następnie przechowywać całą zebraną folię aluminiową w temperaturze -80 °C do dalszych badań.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A. rhizogenes -pośredniczyła przemiana owłosionego korzenia na grochu gołębi
W badaniu tym opisano krok po kroku protokoły transformacji genetycznej owłosionych korzeni, w której pośredniczy A. rhizogenes, co ma znaczenie w dziedzinie cząsteczek roślinnych. Potrzeba było około 5 tygodni, aby uzyskać owłosione korzenie z korzeni grochu gołębiego zainfekowanego przez A. rhizogenes. Rysunek 1A pokazuje przegląd ca...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Szybka charakterystyka funkcji genów jest wspólnym celem w badaniu większości gatunków i jest szczególnie ważna dla rozwoju roślin zasobowych. Transformacja, w której pośredniczy A. rhizogenes, jest szeroko stosowana w kulturach owłosionych korzeni. Kultura owłosionych korzeni (HRC), jako unikalne źródło produkcji metabolitów, odgrywa kluczową rolę w inżynierii metabolicznej 18,28. Zastosowanie tej technologii ogranicza się głównie do funkcji genów i...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy oświadczają, że nie są im znane żadne konkurencyjne interesy finansowe ani powiązania osobiste, które mogłyby mieć wpływ na pracę opisaną w tym artykule.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy dziękują za wsparcie finansowe ze strony Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (31800509, 31922058), Outstanding Young Talent Fund in Beijing Forestry University" (2019JQ03009), Funduszy Badań Podstawowych dla Uniwersytetów Centralnych (2021ZY16), Beijing Municipal Natural Science Foundation (6212023) oraz National Key R&D Program of China (2018YFD1000602,2019YFD1000605-1) oraz Beijing Advanced Innovation Center for Tree Breeding by Projekt molekularny. Pragnę podziękować Zhengyang Hou za jego wskazówki podczas pisania artykułu oraz profesorowi Meng Dong za wskazówki dotyczące idei artykułu.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Probówka qPCR 0,1 ml z 8 paskami (z nasadkami optycznymi)KIRGEN, Szanghaj, ChinyKJ2541
ABASolarbio Life Science, Pekin, ChinyA8060
Agar w proszkuSolarbio Life Science, Pekin, ChinyA8190
WirówkaOsterode am Harz, Niemcyd37520
Moduł optyczny CFX Connect TWBio-rad, USA1855200
inkubator stałotemperaturowySzanghaj Boxun Przemysł i Commerce Co., Ltd, Szanghaj, ChinyBPX-82
Jednorazowa szalka PetriegoCorning, amerykańska
sucha kąpielGingko Bioscience Company/Coyote bioscience, ChinyH2H3-100C
Eastep Total RNA Extraction Kit50Promega, Pekin, ChinyLS1030
Waga elektronicznaTianjin, ChinyTD50020
PapafiltracyjnaHangzhou wohua Filter Paper Co., Ltd, Chiny
FiveEasy PlusMettler Toledo, Szanghaj, Chińska Republika Ludowa30254105
Doniczka 9*9Chiny
JASolarbio Life Science, Pekin, ChinyJ8070
KanSolarbio Life Science, Pekin, ChinyK8020
MagicSYBR MixtureCWBIO, Pekin, Chiny
Mini mikrowirówkaScilogex, Pekin, ChinyS1010E
NaClSolarbio Life Science, Pekin, ChinyS8210
NanPhotometer N50 TouchIMPLEN GMBH, NiemcyT51082
Purelab untra
RifampicinSolarbio Life Science, Pekin, ChinyR8010
Skrzynka na sadzonki 30*200China
Thermal  Rowerzysta  PCRBio-rad, oscylatorT100
Donglian Beijing Donglian Har Instrument Manufacture Co., Ltd, ChinyDLHE-Q200
Tomy AutoclaveTomy, JaponiaSX-500
TryptoneSolarbio Life Science, Pekin, ChinyLP0042
UEIris II RT-PCR System do syntezy pierwszej nici cDNA (z dsDNazą)US Everbright INC, Jiangsu, ChinyR2028
Ekstrakt drożdżowy w proszkuSolarbio Life Science, Pekin, ChinyLP0021
CW3008M termostatyczny US

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Poland, J. A., Rife, T. W. Genotyping-by-sequencing for plant breeding and genetics. The Plant Genome. 5 (3), (2012).
  2. Barabaschi, D., et al. Next generation breeding. Plant Science. 242, 3-13 (2016).
  3. Petri, C., Webb, K., Hily, J. -M., Dardick, C., Scorza, R. High transformation efficiency in plum (Prunus domestica L.): a new tool for functional genomics studies in Prunus spp. Molecular Breeding. 22 (4), 581-591 (2008).
  4. Tang, H., Ren, Z., Reustle, G., Krczal, G. Plant regeneration from leaves of sweet and sour cherry cultivars. Scientia Horticulturae. 93 (3-4), 235-244 (2002).
  5. Yang, L., et al. Response of plant secondary metabolites to environmental factors. Molecules. 23 (4), 762(2018).
  6. Ross, J. J., Weston, D. E., Davidson, S. E., Reid, J. B. Plant hormone interactions: how complex are they. Physiologia Plantarum. 141 (4), 299-309 (2011).
  7. Meng, D., et al. The pigeon pea CcCIPK14-CcCBL1 pair positively modulates drought tolerance by enhancing flavonoid biosynthesis. The Plant Journal. , (2021).
  8. Wen, W., Alseekh, S., Fernie, A. R. Conservation and diversification of flavonoid metabolism in the plant kingdom. Current Opinion in Plant Biology. 55, 100-108 (2020).
  9. Shah, A., Smith, D. L. Flavonoids in agriculture: Chemistry and roles in, biotic and abiotic stress responses, and microbial associations. Agronomy. 10 (8), 1209(2020).
  10. Zhang, W., Jiang, W. UV treatment improved the quality of postharvest fruits and vegetables by inducing resistance. Trends in Food Science & Technology. 92, 71-80 (2019).
  11. Koyama, R., et al. Exogenous abscisic acid promotes anthocyanin biosynthesis and increased expression of flavonoid synthesis genes in Vitis vinifera× Vitis labrusca table grapes in a subtropical region. Frontiers in Plant Science. 9, 323(2018).
  12. Guo, M., Ye, J., Gao, D., Xu, N., Yang, J. Agrobacterium-mediated horizontal gene transfer: Mechanism, biotechnological application, potential risk and forestalling strategy. Biotechnology Advances. 37 (1), 259-270 (2019).
  13. Veena, V., Taylor, C. G. Agrobacterium rhizogenes: recent developments and promising applications. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant. 43 (5), 383-403 (2007).
  14. Lacroix, B., Citovsky, V. Pathways of DNA transfer to plants from Agrobacterium tumefaciens and related bacterial species. Annual Review of Phytopathology. 57, 231-251 (2019).
  15. Guan, Y., Li, S. -G., Fan, X. -F., Su, Z. -H. Application of somatic embryogenesis in woody plants. Frontiers in Plant Science. 7, 938(2016).
  16. Alpizar, E., et al. Efficient production of Agrobacterium rhizogenes-transformed roots and composite plants for studying gene expression in coffee roots. Plant Cell Reports. 25 (9), 959-967 (2006).
  17. Hwang, H. -H., Yu, M., Lai, E. -M. Agrobacterium-mediated plant transformation: biology and applications. The Arabidopsis Book. 15, (2017).
  18. Srivastava, S., Srivastava, A. K. Hairy root culture for mass-production of high-value secondary metabolites. Critical Reviews in Biotechnology. 27 (1), 29-43 (2007).
  19. Porter, J. R., Flores, H. Host range and implications of plant infection by Agrobacterium rhizogenes. Critical Reviews in Plant Sciences. 10 (4), 387-421 (1991).
  20. Fan, Y. -l, et al. One-step generation of composite soybean plants with transgenic roots by Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation. BMC Plant Biology. 20, 1-11 (2020).
  21. Meng, D., et al. Development of an efficient root transgenic system for pigeon pea and its application to other important economically plants. Plant Biotechnology Journal. 17 (9), 1804-1813 (2019).
  22. Ma, R., et al. Agrobacterium-Mediated genetic transformation of the medicinal plant Veratrum dahuricum. Plants. 9 (2), 191(2020).
  23. Mi, Y., et al. Inducing hairy roots by Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation in tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum). Journal of Visualized Experoments: JoVE. (157), (2020).
  24. Cordovez, V., et al. Plant phenotypic and transcriptional changes induced by volatiles from the fungal root pathogen Rhizoctonia solani. Frontiers in Plant Science. 8, 1262(2017).
  25. Trovato, M., Mattioli, R., Costantino, P. From A. rhizogenes RolD to plant P5CS: exploiting proline to control plant development. Plants. 7 (4), 108(2018).
  26. Van Altvorst, A. C., et al. Effects of the introduction of Agrobacterium rhizogenes rol genes on tomato plant and flower development. Plant Science. 83 (1), 77-85 (1992).
  27. Bahramnejad, B., Naji, M., Bose, R., Jha, S. A critical review on use of Agrobacterium rhizogenes and their associated binary vectors for plant transformation. Biotechnology Advances. 37 (7), 107405(2019).
  28. Gutierrez-Valdes, N., et al. Hairy root cultures-a versatile tool with multiple applications. Frontiers in Plant Science. 11, (2020).
  29. Che, P., et al. Developing a flexible, high-efficiency Agrobacterium-mediated sorghum transformation system with broad application. Plant Biotechnology Journal. 16 (7), 1388-1395 (2018).
  30. Keshavareddy, G., Kumar, A., Ramu, V. S. Methods of plant transformation-a review. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 7 (7), 2656-2668 (2018).
  31. Lacroix, B., Citovsky, V. Beyond Agrobacterium-mediated transformation: horizontal gene transfer from bacteria to eukaryotes. Agrobacterium Biology. , 443-462 (2018).
  32. Sarkar, S., Ghosh, I., Roychowdhury, D., Jha, S. Biotechnological approaches for medicinal and aromatic plants. , Springer. 27-51 (2018).
  33. Singh, R. S., et al. Biotechnological Approaches for Medicinal and Aromatic Plants. , Springer. 235-250 (2018).
  34. Bahramnejad, B., Naji, M., Bose, R., Jha, S. A critical review on use of Agrobacterium rhizogenes and their associated binary vectors for plant transformation. Biotechnology Advances. 37 (7), 107405(2019).
  35. Meng, D., et al. Development of an efficient root transgenic system for pigeon pea and its application to other important economically plants. Plant Biotechnology Journal. 17 (9), 1804-1813 (2019).
  36. Surekha, C., et al. Agrobacterium-mediated genetic transformation of pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp.) using embryonal segments and development of transgenic plants for resistance against Spodoptera. Plant Science. 169 (6), 1074-1080 (2005).
  37. Saxena, K. Genetic improvement of pigeon pea-a review. Tropical Plant Biology. 1 (2), 159-178 (2008).
  38. Hada, A., et al. Improved Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of soybean [Glycine max (L.) Merr.] following optimization of culture conditions and mechanical techniques. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant. 54 (6), 672-688 (2018).
  39. Foti, C., Pavli, O. High-efficiency Agrobacterium rhizogenes-mediated transgenic hairy root induction of lens culinaris. Agronomy. 10 (8), 1170(2020).
  40. Bhattacharya, A., Sood, P., Citovsky, V. The roles of plant phenolics in defence and communication during Agrobacterium and Rhizobium infection. Molecular Plant Pathology. 11 (5), 705-719 (2010).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

CcCIPK14 GeneHairy Root TransformationAgrobacterium RhizogenesPigeon PeaTransgenic Hairy RootGene Function AnalysisJasmonic Acid TreatmentAbscisic Acid ResponseFlavonoid Synthase GenesGenistein Content
Video Coming Soon

Related Articles