一种用于可食用药用草本植物质体转化的高效系统

《Transgenic Research》：An efficient system for plastid transformation in an edible medicinal herb

基于trnfM-trnG基因间隔的特异性叶绿体载体构建，成功在黑夜里茄（Solanum nigrum）中实现高效转化（约15个事件/次轰击），GFP蛋白表达达总 soluble蛋白的2%，并通过PCR和Southern blot验证了靶向整合及母系遗传特性。该技术为药用茄科植物合成生物学应用奠定基础。

　　

摘要

质体转移技术在代谢工程和抗性工程中有着广泛的应用，但其应用主要局限于某些特定植物物种，如Nicotiana tabacum（烟草）。本文报道了一种针对Solanum nigrum（黑茄）开发的稳定且可重复使用的质体转化系统。S. nigrum属于茄科植物，是一种重要的蔬菜和药用植物。该质体载体专为S. nigrum设计，能够整合质体基因组中的trnfM和trnG基因，载体中包含光谱霉素抗性基因(aadA)作为选择标记，以及绿色荧光蛋白(gfp)作为报告基因。该载体通过生物弹射法导入S. nigrum的叶片外植体中，每次实验的平均转化效率约为15次。通过PCR检测和Southern印迹分析验证了外源基因的位点特异性整合以及高度同质质体状态的形成。共聚焦激光扫描显微镜观察证实叶绿体中存在GFP荧光，其积累量约占叶片总可溶性蛋白的2%。将质体转化植株与野生型植株进行杂交实验，结果表明S. nigrum的质体基因组以母系方式遗传。成功建立的S. nigrum质体转移技术为药用植物研究中的合成生物学应用带来了新的可能性。