利用农杆菌快速介导的转化技术及高效再生方法对指小米（Eleusine coracana）进行改良

《Transgenic Research》：Rapid Agrobacterium-mediated transformation and high-efficiency regeneration of finger millet (Eleusine coracana) for crop improvement

　　

摘要

指形小米（Eleusine coracana）是一种营养价值高且具有气候适应性的谷物，主要在印度和东非的雨养地区种植。然而，由于缺乏高效且可重复的转化系统，其遗传改良工作一直受到限制。在本研究中，我们开发了一种基于Agrobacterium tumefaciens的快速高效转化与再生体系，该体系使用茎尖分生组织（SAM）外植体，实现了无需愈伤组织的直接芽器官发生。在添加了3.5 mg L^?1 6-苄氨基嘌呤（BAP）、1.5 mg L^?1 动素、0.1 mg L^?1 2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）和0.2 mg L^?1 赤霉素（GA?）的Murashige和Skoog（MS）培养基上，获得了最佳的再生效果和芽伸长效果。不同基因型表现出差异性反应：PR-202品系需要2 mg L^?1 的AgNO₃来减少酚类物质的褐变，而VL-376品系则无需AgNO₃即可高效再生。通过优化感染条件和共培养条件（包括降低MS培养基中的盐浓度以及预先培养Agrobacterium），PR-202和VL-376品系的转化效率分别达到了30–32%。分子分析（包括PCR和Southern印迹杂交）证实了T-DNA在独立品系中的稳定整合，T?代后代的分离分析也证明了转基因的孟德尔遗传规律。此外，通过Agrobacterium成功引入了针对EcCKX2的CRISPR/Cas9基因构建体，证明了该体系适用于基因组工程应用。总体而言，这种优化的基于SAM的转化方案为指形小米提供了快速（45–50天）、高效且可重复的遗传转化平台，为这一未得到充分利用的作物的转基因研究和未来基因组编辑工作奠定了坚实基础。