O protocolo de transformação a. rhizogenes foi adaptado e modificado de Horn et al.7 e o genótipo testado foi S. tuberosum ssp. tuberosum (CV Désirée). O protocolo de transformação da . tumefaciens foi adaptado e modificado de Banerjee et al.22 e os genótipos testados foram S. tuberosum ssp. tuberosum (CV Désirée) e S. tuberosum SSP. andigena. As principais etapas de ambos os procedimentos são resumidas na Figura 1 e Figura 2, respectivamente.
Nota: Em todas as etapas do procedimento de realizar transferências em vitro , fazê-lo rapidamente e quando possível, manter as placas ou vasos fechados, minimizando assim a exposição da planta ao ar para evitar contaminação e murcha. Contrário, toda a incubação do planta foram feitas em armários sob as condições de 12 h de 24 ° C luz/12 h de 20 ° C escuro e 67 µmol m-1 s-1. Contrário, realize todas as bactérias e manipulação em vitro planta transferências em condições assépticas numa vizinhança de fluxo laminar. Todas as receitas de mídia para culturas de plantas de Agrobacterium e in vitro são fornecidas na Tabela S1.
Atenção: Deposite todas as bactérias geneticamente modificadas e as plantas para o recipiente de resíduos adequado.
1. culturas de Agrobacterium usadas para transformação
Nota: A tensão usada para a transformação da. rhizogenes foi o C58C1:Pri15837 (gentilmente cedido pelo Dr. Inge Broer) e para a a. tumefaciens foi o GV2260 (gentilmente cedido pelo Dr. Salomé Prat). A. rhizogenes foi transformada com o vetor binário PK7GWIWG2_II-RedRoot (VIB-departamento de biologia de sistemas planta na Universiteit Gent; http://gateway.psb.ugent.be) que contém um T-DNA carregando um marcador de transformação para monitorar a raiz pilosa formação. Para comparar as raízes transformadas geradas pela . rhizogenes e a. tumefaciens, ambos foram transformados com o vetor binário pKGWFS7 que contém um T-DNA carregando o promotor FHT dirigindo o gene repórter β-glucoronidase (GUS) e o gene de resistência de canamicina como um marcador selecionável de15.
- Escolher uma colônia de Agrobacterium e cultivá-la durante a noite (O/N) em 5 mL de meio YEB suplementado com antibióticos (Tabela S1) num tubo de centrífuga de 50 mL a 28 ° C com agitação a 200 rpm.
- Para a transformação da . tumefaciens , medir a densidade óptica, o que deve ser OD600 = 0.6-1.0.
- Se a densidade óptica é mais elevada, fazer uma subcultura abaixá-la para OD600 = 0.3 com mídia fresca e espere até que a cultura atinja OD600 = 0,6-1.
- Centrifugar 1 mL da cultura de Agrobacterium a 3.000 x g em uma centrífuga de bancada para 10 min à temperatura ambiente.
- Remover o sobrenadante por pipetagem e ressuspender as células em 1 mL de meio fresco de YEB sem antibióticos. Repita esta etapa para assegurar a remoção completa dos antibióticos.
- Para a transformação da . tumefaciens , no último ressuspensão adicionar o volume apropriado de YEB para obter uma densidade óptica final de OD600 = 0,8.
- Manter as células no gelo enquanto prepara as plantas para ser infectado.
2. material para a transformação da planta
- Fazer um ou dois nó estaquia também contendo o apical ou os botões auxiliares de estéril em vitro batata plantas (doador); cultivá-las em meio sólido 2MS em uns potenciômetros para 3 a 4 semanas (figura 1A e Figura 2A).
3. planta de transformação usando a. rhizogenes (Figura 1)
Nota: Este procedimento permite a obtenção de raízes peludas transformadas. Para avaliar a expressão do transgene, é necessário um controlo negativo. Para preparar o controlo negativo, siga o procedimento utilizando uma cepa da . rhizogenes unlit ou transformada com o vetor vazio que inclui o gene marcador de transformação.
- Usar placas de mídia fresco; Alternativamente, as placas podem ser mantidas a 4 ° C, com a tampa para cima, firmemente seladas com película transparente para evitar a desidratação de mídia. Para preparar os pratos quadrados mídia, inclinai-los ~ 15°, enchê-lo com 40 mL de MS e deixar solidificar. Isto irá minimizar o contato da parte aérea da planta com o meio.
- Transferência de cuidadosamente uma planta doadora do meio de 2MS para uma placa quadrada de 120 x 120 mm.
- Injetar a um haste entrenó 3 μL da cultura a. rhizogenes usando uma agulha cirúrgica e repeti-lo duas vezes por planta em diferentes entrenós quando possível.
Nota: Considere cada injecção como um evento de transformação independente (figura 1B).
- Transferi imediatamente a planta inteira para uma placa quadrada com sólido MS suplementado com 0,1 mM acetosyringone. Acomodar 2 plantas por placa.
Nota: A solução 1 M acetosyringone é preparada em DMSO e pode ser armazenada a-20 ° C.
- Selar a placa usando fita cirúrgica e organizá-lo verticalmente dentro de um armário de crescimento por 4 dias.
- Transferi a fábrica para uma nova placa quadrada com MS suplementado com cefotaxima sódio [500 µ g/mL] para matar a. rhizogenes.
- Depois de 10-12 dias, peludas raízes começarão aparecer (Figura 1,1D). Em seguida, excisar as raízes nativas da planta e transferir a fábrica para uma nova placa quadrada com MS suplementado com cefotaxima sódio [500 µ g/mL].
Nota: Raízes peludas transformadas podem ser verificadas por fluorescência vermelha quando usando um marcador DsRed de transformação (Figura 3D).
- Para obter uma planta composta (Figura 1E), deixe as raízes transgénicas peludas crescer por 3-4 semanas em MS suplementado com cefotaxima sódio [500 μg/mL] (mudar o médio toda semana).
- Dependendo da finalidade, propaga as raízes transgénicas peludas e os controles negativos como segue.
- Transferi a planta inteira composta para uma hidropônico (Tabela S2) ou média de solo para permitir o desenvolvimento maciço.
- Para propagar individualmente as raízes peludas transformadas, usar um bisturi corta as raízes expressando o marcador vermelho fluorescente transformação (proteína DsRed) quando eles são 4-8 cm de comprimento (Figura 1E) e transferi-los para uma placa de Petri com meio sólido de Gamborg B5 suplementado com 2% de sacarose e cefotaxima sódio [500 μg/mL]. Selar as placas com película de plástico de laboratório e cultivá-las no escuro a 20 ° C.
Nota: As raízes podem ser manipuladas sob um microscópio estereoscópico equipado para detectar a fluorescência sob condições estéreis (ver Tabela de materiais).
- Para a produção de biomassa (ou seja, análise de expressão do gene), cortar uma raiz muito peludo de 5cm e propagá-la em um Erlenmeyer de 150 mL com 20 mL de meio líquido de Gamborg B5 suplementado com 2% de sacarose e cefotaxima sódio [500 µ g/mL]. Cultivá-la por 6 semanas no escuro a 20 ° C e 60 rpm.

Figura 1: Linha do tempo para obter batata transgênicas raízes peludas usando a. rhizogenes. As semanas cumulativas para alcançar cada etapa do processo de transformação e as etapas subsequentes para crescer as raízes peludas são mostradas. Imagens representativas das diferentes fases são descritas: a iniciação do processo usando 3 semanas em vitro de plantas (A), em seguida de infecção das plantas injetando a. rhizogenes (B), a formação da proliferativa tecido (C, setas) com raízes peludos emergentes (D) e as raízes peludas desenvolvidas expressando o marcador vermelho fluorescente transformação DsRed (E). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
4. plante transformação usando a. tumefaciens (Figura 2)
Nota: Este procedimento permite a obtenção de plantas transformadas. Para avaliar efeito do transgene, é necessário um controlo negativo. Uma opção é seguir o procedimento usando um a. tumefaciens transformada com o vetor vazio. Alternativamente, podem ser usadas plantas tipo selvagem.
- Corte e coloque uma folha das plantas de 3-4 semana de idade (Figura 2A) em uma placa de Petri. Usando um bisturi excluir o pecíolo e fazer cortes transversais (1-3, dependendo do tamanho da folha) no centro da folha para as bordas, evitando cortá-los (Figura 2B).
- Coloque a folha a flutuar em 10 mL de 2MS fresco media líquidos em uma placa de Petri com o lado abaxial imediatamente e fechar a chapa. Repita a etapa, acomodando até 15 folhas para CV Désirée e 25 folhas para SSP. umndigena (dependendo do tamanho da folha).
- Imediatamente adicione 80 µ l da . tumefaciens cultura no OD600 = 0,8 nos meios líquidos e homogeneizar a placa manualmente durante 1 min distribuir a solução bacteriana.
- Cuidadosamente com filme de vedação do selo, cubra com papel alumínio e incubar durante dois dias em uma câmara de 24 ° c e deixe a transformação ocorrer.
- Transfira as folhas mantendo lado abaxial até meio CIM (Figura 2B) e incube-os por uma semana em um armário de crescimento.
- Raspe o meio CIM com a pinça para que as folhas podem ser melhor acomodadas na mídia.
- Transfira as folhas mantendo lado abaxial até meio SIM (Figura 2) e incube-os em um armário, refrescando o meio cada 7-10 dias, até que os brotos são cerca de 2 cm de altura de crescimento.
- Raspe o meio SIM com a pinça, para que as folhas podem ser totalmente cercadas pela mídia. Quando os brotos surgiu alcançar a tampa, trabalho com altos pratos de Petri (100 x 20 mm, altura x diâmetro).
Nota: Os calos formarão após 2-3 semanas SIM médio (Figura 2D) e os brotos após 6-7 semanas (Figura 2E). Os brotos serão considerados eventos de transformação independente quando eles emergem do calo, formado a partir de feridas independentes.
- Corte três tiros surgiu do cada calo (considerado o mesmo evento de transformação) (Figura 2E), transferência para frascos de cultura com meio MG suplementados com cefotaxima sódio [250 mg/L] para permitir a torcer, rotular o subconjunto com um número e incube em um crescimento do armário para 3-4 semanas ou até que os brotos são vigorosas (Figura 2F).
Nota: Ao cortar os brotos, remova bem o calo senão que não formará a raiz.
- Repita o passo tantas vezes quantas linhas independentes são necessários. Até 5 transformação diferentes eventos podem ser colocados em um frasco de cultura com um diâmetro de 8 cm para trabalhar em plena confiança que as plantas de eventos diferentes não se misturam.
- Selecione a planta mais vigorosa de cada evento, cortar o segmento apical das filmagens com 3-4 entrenós e colocá-lo em um novo frasco de cultura com 2 MS suplementado com cefotaxima sódio [250 mg/L].
Nota: Em 3-6 semanas que a planta crescerá com eficiência, desenvolvendo um broto vigoroso e raízes.
- Trazer de volta para a câmara os brotos não selecionado até que a planta selecionada desenvolveu-se plenamente.
- Cortar segmentos de caule da planta pelo menos um entrenó ou com o broto apical e transferi-los para nova 2 MS suplementado com cefotaxima [250 mg/L]. Incube-os no crescimento do armário.
- Replica a cada 3-4 semanas para estabelecer as linhas em vitro transformado.
Nota: O sódio cefotaxima é necessária pelo menos três transferências subsequentes a 2MS médio para ter a certeza para matar a a. tumefaciens; Depois, se supercrescimento da . tumefaciens é observado, transferi as plantas novamente para mídia de 2 MS suplementada com sódio de cefotaxima.
- Para caracterizar o fenótipo da planta, transferir as plantas ao solo para a sua caracterização completa ou a cultura de hidroponia para inspeção de raiz.
- Manter os tubérculos produzidos no solo para propagar e manter as linhas estabelecidas.

Figura 2: Linha do tempo para obter batata transformou plantas usando a. tumefaciens. As semanas cumulativas para alcançar cada etapa do processo de transformação e as etapas subsequentes para crescer as plantas são mostradas. Imagens representativas dos diferentes estágios são descritas: o início do processo, usando folhas de plantas em vitro 3 semana de idade (A), a transferência dos feridos e infectados deixa para a mídia CIM (B), as folhas quando transferido para SIM media (C), a visualização do calo em torno das áreas feridos após 2-3 semanas na mídia (D) SIM, a formação de tiro depois de 9-11 semanas na mídia SIM (E) e os brotos depois sendo transferido para mídia MG (F). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
5. hidropônica cultura
- Preparar a solução de Hoagland a uma metade da força (0.5 x) (Tabela S2) em um balde de 10L.
- Mergulhe uma bomba de aquário para manter a homogeneidade e condições adequada de oxigênio.
- Cobrir as paredes do balde com folha de alumínio para criar raízes no escuro.
- Evitando danos de raiz, transferi em vitro plantas para cultura hidropónica.
Nota: Remova qualquer meio restantes em vitro de raízes para evitar a proliferação de microorganismos durante a incubação, agitando cuidadosamente as raízes imergidas em água.
- Cobrir as plantas com película transparente como uma estufa de vidro para permitir a adequada aclimatação e incubar em câmara de crescimento.
- Faça furos no filme depois de 3 dias e removê-lo completamente uma semana depois.
- Substitua com mídia fresca em 10 dias.
6. ensaio de gene repórter histochemical GUS
Nota: No nosso caso o GUS análise foi realizada com raízes de 2-3 semanas, cultivadas em hidroponia ou in vitro.
- Corrigir as raízes com acetona gelada de 90% (v/v) e incube-lo por 20 minutos no gelo.
- Execute duas lavagens com água destilada.
- Adicione fresco GUS coloração solução (tabela 1) e aplicar vácuo (-70 Pa) por 20 min.
- Incube a 37 ° C, no escuro, para proteger o GUS fotossensível por 4h ou até uma cor azul é visível.
Nota: A presença de ferri - e ferrocianeto em solução GUS minimizar a difusão dos produtos de reação e fornecer localização mais precisa.
Atenção: Usar uma coifa e utilizar vestuário de protecção ao manusear os derivados tóxicos de cianeto em solução GUS (o ferricianeto de potássio e ferrocianeto de potássio). O substrato de GUS e o material de descarte devem ser descartados com segurança.
- Remover o GUS solução de coloração e descartá-lo em recipientes apropriados.
- Execute duas lavagens com etanol 70% (v/v).
- Observe em um microscópio de campo claro.
Nota: GUS coloração é estável por algumas semanas; no entanto, durante a primeira semana, o sinal de GUS é claro e difunde-se menos em células de vizinhos. Para uma conservação mais longa, fechar o tubo e armazená-lo em 4 ° C.

Tabela 1: Receita de solução coloração de GUS.