一篇综述澄清了基因型独立的植物转化

植物的转化和再生仍然高度依赖于物种和基因型。传统的以激素为基础的体细胞胚胎发生或器官发生的植物再生是乏味、耗时的，并需要专门的技能和经验。在过去的40年里，在阐明胚胎发生和器官发生的分子机制方面取得了重大进展。这些开创性的研究使人们对植物再生过程中涉及的关键步骤和因素有了更好的了解，从而鉴定出能够显著提高再生效率、缩短转化时间、并使抗性基因型转化成为可能的关键生长发育调控基因。利用这些调控基因为开发多种植物(包括特殊作物)的基因型独立的遗传转化方法提供了巨大的潜力。进一步发展这些方法有可能在不使用激素、抗生素、可选择标记基因或组织培养的情况下实现植物转化。作为一种赋能技术，这些调控基因的应用具有很大的潜力，可使基因工程和基因编辑等先进育种技术应用于转化抗性作物和栽培品种的改良。

　　

近日，美国北卡罗来纳州立大学和贝尔茨维尔农业研究中心的研究人员首次发表了植物基因型独立转化研究进展综述。本文综述了调控基因在植物转化和再生中应用的最新进展，以及它们在促进基因型独立的植物转化和再生方面的潜力。

体细胞胚胎发生和器官再生是植物再生的两种主要方式。许多遗传和环境因素都会影响植物的再生，促进再生的因子有四种:损伤因子、表观遗传修饰因子、生长调节基因和发育调节基因。损伤是外植体诱导愈伤组织的主要外部触发器，是由一系列损伤相关的分子模式引起的。这些局部损伤信号被转译为谷氨酸受体样阳离子通道的电信号等远距离信号，从而诱导表观遗传修饰，改变细胞分裂素和游离生长素的合成和积累，以及生长发育调控基因的转录上调。转录变化包括愈伤组织诱导的染色质重塑调控基因的激活表达。这些促进再生的因子共同作用，紧密而精确地控制着愈伤组织形成和植株再生的每一个步骤。

如何更好地利用植物发育调控基因进行植物转化是一个具有挑战性的问题。这些基因的组成或异位表达通常会干扰植物的正常生长和发育，并引起不良的多效性效应。微调这些基因的表达对于不同物种的正常、可育植物的再生至关重要。研究人员总结了这些调控因子的优缺点，并讨论了使用地塞米松(Dex)诱导表达系统或雌二醇诱导表达系统来微调其表达。