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荔枝(Litchi chinensis Sonn.)是无患子科荔枝属南亚热带木本果树,其风味独特,在各产区的地方经济中占有重要地位。荔枝的品种改良主要依靠杂交等常规育种技术实现,由于育种周期长、遗传上高度杂合和人工授粉成本较高等弊端的存在,使得荔枝的育种工作受到了一定程度的限制。通过现代分子育种手段可极大提高荔枝育种效率,因此,建立稳定的遗传转化体系对于荔枝开展分子育种工作十分必要。
近期,华南农业大学园艺学院胡桂兵教授团队完成的题为“Development of an Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation system for somatic embryos and transcriptome analysis of LcMYB1’s inhibitory effect on somatic embryogenesis in Litchi chinensis” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文),JIA) 2025年2期正式发表。
该研究中,建立了一个有效的根癌农杆菌介导‘黑叶’荔枝体细胞胚的遗传转化系统。通过外植体类型、菌株种类、菌液浓度、侵染时间和侵染方式的选择对该遗传转化体系进行了优化。发现以诱导60 d的体细胞胚为转化材料,利用浓度为OD600=0.8的EHA105菌液振荡侵染10 min,可获得较好的遗传转化效果。随后通过LcMYB1基因的异位表达验证了遗传转化体系在荔枝中的可行性,并得到了转基因愈伤组织。但是,在转基因愈伤组织向体细胞胚分化的过程中遇到了巨大挑战。为了深入探究LcMYB1在体细胞胚诱导过程中抑制作用的分子基础,对胚型愈伤组织(EC)、球形胚(G)和转基因愈伤组织(TC)进行了全面的转录组分析。在C-vs-G和C-vs-TC中共鉴定得到1166个共同差异表达基因,GO富集和KEGG通路分析表明这些共同差异表达基因主要与植物激素信号转导通路相关。此外,RT-qPCR验证结果表明转基因愈伤组织中许多与体细胞胚诱导相关的基因表达显著下调。
本研究建立的遗传转化体系为荔枝的功能基因组学研究和分子育种工作提供了有力的支持,并且初步解析了过表达LcMYB1基因可能影响体细胞胚发生过程的分子机制。
华南农业大学园艺学院胡桂兵教授和赵杰堂教授为该文章的通讯作者,已毕业博士生秦雅琪为该文章的第一作者。该研究得到了国家自然科学基金(31872066,32272663), 广州市科技计划项目(2023B01J2002)、海南省重点研发计划项目(ZDYF2023XDNY052),广东省农业农村厅种业工程项目(2022-NPY-00-004, 2022-NBH-00-001)和云南省荔枝产业科技专项(202204BI090021)的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.03.007
Cite the article:Yaqi Qin, Bo Zhang, Xueliang Luo, Shiqian Wang, Jiaxin Fu, Zhike Zhang, Yonghua Qin, Jietang Zhao, Guibing Hu. 2025. Development of an Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation system for somatic embryos and transcriptome analysis of LcMYB1’s inhibitory effect on somatic embryogenesis in Litchi chinensis. Journal of Integrative Agriculture, 24(2): 594-609.
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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