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木本油料作物星油藤PvoB3-69同源基因功能解析:突破遗传转化屏障的再生调控新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月04日 来源:Plant Cell Reports 5.3
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针对木本植物遗传转化效率低的难题,研究人员聚焦星油藤(Plukenetia volubilis) B3超家族基因,首次鉴定出具有LEC2类似功能的再生关键调控因子PvoB3-69。通过gPvoB3-69过表达显著提升烟草(Nicotiana benthamiana)器官再生能力和拟南芥(Arabidopsis)体细胞胚胎发生效率,并成功突破星油藤农杆菌(Agrobacterium)介导的遗传转化技术瓶颈,为木本作物基因编辑体系建立提供新策略。
这项研究揭开了木本油料作物星油藤(Plukenetia volubilis)再生能力的神秘面纱。科研团队在其基因组中鉴定出74个B3超家族成员,划分为LAV、RAV、ARF和REM四个亚家族。其中LAV亚家族的PvoB3-69表现出与胚胎发育关键调控因子LEC2相似的表达模式,堪称植物界的"再生开关"。
当在烟草(Nicotiana benthamiana)中过表达基因组序列gPvoB3-69时,离体培养器官的芽再生能力显著提升。更有趣的是,在拟南芥(Arabidopsis thaliana)体系中,该基因与2,4-D协同作用可大幅提高体细胞胚胎发生效率。转录组分析揭示其通过激活WUS、LEC1等发育调控因子,同时精细调控水杨酸、脱落酸(ABA)和乙烯代谢通路来发挥作用。
最激动人心的突破发生在星油藤本身——gPvoB3-69过表达成功突破了该物种农杆菌(Agrobacterium)介导遗传转化的技术壁垒,首次获得转基因嫩梢。这项研究不仅绘制了星油藤B3超家族的首张"基因地图",更为木本作物遗传改良提供了全新的分子工具,让"顽固"的 woody plants 终于向基因工程敞开了大门。
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