芝麻转基因研究新突破：烟草 TA29 与芝麻 GN13 启动子实现绒毡层特异性表达助力增产

芝麻（Sesamum indicum L.）产量低，杂种优势育种受限。研究人员克隆芝麻 GN13 和烟草 TA29 绒毡层特异性启动子构建重组载体，转化芝麻获得 T0、T1 转基因株系。组织学检测发现 T1 株系绒毡层特异性表达 GUS，为芝麻生物技术改良提供方向。

　　芝麻（Sesamum indicum L.）种植中，低产量是主要问题之一。与耗时耗力的传统育种相比，杂种优势育种是提高芝麻产量的一种替代方法。然而，繁琐的人工去雄和授粉过程限制了杂种优势在芝麻上的应用。此外，雄性不育系、恢复系和保持系的缺乏进一步加剧了这一问题。绒毡层是包围花药孢子囊的单细胞层，为发育中的花粉提供营养。生物技术基因操作技术可以使绒毡层特异性花粉产生基因沉默，从而导致雄性不育。因此，对绒毡层特异性基因的研究对于实现这一目标至关重要。在本研究中，研究人员克隆了两个已确定的绒毡层特异性启动子：芝麻 SiBGproplus（以下简称 GN13，NCBI 登录号 KT246471）和烟草 TA29（NCBI 登录号 X52283），并将它们插入植物表达载体 pCAMBIA2301 中，构建了相应的 GN13::GUS 和 TA29::GUS 重组载体。通过传统的农杆菌介导转化法转化芝麻，分别以 1.71% 和 1.69% 的频率获得了假定的转基因 T0 代植株。T0 代植株对卡那霉素抗性的分离比符合 3:1 的孟德尔分离比，并通过自交产生了 T1 代转基因植株。大多数 T1 代转基因植株的转基因呈单拷贝整合。组织学分析显示，T1 代转基因植株中 GUS 在绒毡层特异性表达，而在其他检测的植物部位未检测到 GUS 表达。该研究首次成功在转基因芝麻植株中实现了 GN13 和 TA29 启动子的绒毡层特异性表达。在进一步的研究中，这些启动子可用于芝麻的生物技术改良。