Традиционные протоколы для преобразования кукурузы следуют парадигме изоляции незрелых зиготических эмбрионов для производства трансгенной ткани каллуса, которая регенерируется в плодородные растения4,6. Хотя это эффективно, каллус-основанные протоколы могут быть требующими много времени, и это часто занимает до 3 месяцев для процесса культуры тканей для производства растений. Что делает представленный здесь метод значительным, так это то, что он без каллуса, эффективен, быстр и позволяет регенерацию растений T0 примерно за половину таймфрейма. Он также, как представляется, менее генотип-зависимых и, таким образом, может быть эффективным для большинства общедоступных инбредных8,11.
Хотя все шаги должны быть эффективно соблюдены, правильный рост подготовки средств массовой информации является обязательным. Компоненты носителей роста должны быть добавлены на правильных стадиях, как до, так и после автоклава, для обеспечения того, чтобы растительный материал получал надлежащую концентрацию химических веществ. Это гарантирует, что чувствительные соединения, такие как антибиотики, не разрушатся. Важно также, чтобы растительный материал помещался на правильную среду роста на каждом этапе, как указано в протоколе. Не размещение материала на надлежащей среде роста может привести к материальной смерти. Кроме того, следует избегать размещения слишком большого количества эмбрионов или развития тканей на пластинах. При размещении в два раза больше частей ткани может сэкономить стоимость химических веществ и Петри блюда (и даже инкубатор пространства), рост тканей в переполненных пластин может быть серьезно сдерживается. При выполнении инфекции, следует обеспечить, чтобы оптическая плотность подвески Agrobacterium является целесообразным. Если плотность бактериальной подвески слишком низкая, надлежащей инфекции не может произойти.
Качество исходных материалов имеет важное значение для успеха в протоколах трансформации. Уши, используемые для вскрытия эмбрионов, должны быть здоровыми, а это означает, что растение, которое их производит, является здоровым. Они также должны обладать адекватным набором семян и быть вредителями и болезнями. Кроме того, старый агробактерий не следует использовать. Табличка "мать" должна быть не более 2 недель. После этого момента, новая "мать" пластины должны быть полосатые, чтобы начать новые эксперименты.
Хотя этот метод был показан менее зависимым от генотипа, нельзя предположить, что все строки будут одинаково успешными. Там все еще могут быть различия между линиями, а также различия в успехе на основе конструкции используется. Вариабельность ухо-к-уху также неизбежна при работе с незрелыми эмбрионами, поэтому в идеале эксперименты должны использовать несколько ушей для учета этого. В этой работе, инбредный W22 показал лучшее, с частотой преобразования более 14%, а затем B73 и Mo17 (по 4%). Lowe et al.8 сообщили об использовании протокола квиккорна для преобразования B73 и Mo17. В этой работе частоты трансформации варьировались от 9%-50% для B73 и 15%-35% для Mo17.
Одна из возможностей для более низких частот преобразования для B73 и Mo17, наблюдаемых в этой работе, может быть связана с сезонными колебаниями качества уха. Еще одно различие между этой работой и работой Lowe et al.8 заключается в том, что здесь использовались различные векторные конструкции. В работе Лоу морфогенные гены не удалялись из преобразованных растений, а скорее замалчивались на более поздних стадиях. В этой работе морфогенные гены были удалены через 8 дней после заражения. Вполне возможно, что B73 и Mo17 может потребоваться более длительное присутствие Bbm/Wus2 для развития соматических эмбрионов.
Используя этот метод, существует возможность получения нетрансгенных растений побега, мультимерных вставок и неакцизных трансгенов. Эти растения не будут иметь заметно другой фенотип, поэтому обнаружение ПЦР требуется, чтобы определить, является ли растение трансгенным. Для этого могут быть использованы праймеры ПЦР в пределах выселенного региона и праймеры, обрамленные в вырезанном регионе. Несколько независимых преобразований могут также производить растения из одного и того же незрелого эмбриона, что затрудняет определение общего независимого коэффициента восстановления трансформаторов. Наш стандарт в том, чтобы вычислить скорость трансформации на основе выборки одного растения из каждого незрелого эмбриона, который производил растения, и разделять это на количество инфицированных эмбрионов. Этот метод почти наверняка недооценивает фактическое количество независимых событий, восстановленных в качестве растений. Дискриминация между независимыми событиями из одного и того же эмбриона требует секвенирования пограничных регионов вокруг трансгенов, и это будет непомерно дорого и отнимает много времени для большинства приложений; однако могут быть случаи, когда эти данные являются полезными.
Этот метод трансформации культуры тканей оказался очень эффективным, но проблемы все еще могут возникнуть. Если растительный материал не отвечает, возможно, что существует проблема с конкретной инбредной линии, предполагая, что такие переменные, как состав медиароста роста и сроки субкультирования требуют корректировки. Другой переменной является правильное векторное проектирование и точная векторная конструкция, если первоначальный вектор изменен. Там также могут быть проблемы с чувствительностью imazapyr, так как некоторые линии являются более чувствительными, чем другие, и концентрация imazapyr, возможно, потребуется настроить для достижения успешно преобразованных растений.
За последние 30 лет культура и протоколы преобразования тканей кукурузы изменились и продвинулись вперед; и считается, что этот сокращенный протокол будет способствовать этому прогрессу. Этот метод эффективен для академических параметров, поскольку он занимает меньше времени, чем традиционные методы. Кроме того, она не требует высококвалифицированных операторов, что делает его более приемлемым для широкого распространения по сравнению с традиционными методами. В будущем этот метод может быть объединен с новыми технологиями, такими как геномная инженерия.