棉花遗传转化技术的新突破

中国农业科学院棉花研究所李付广研究员团队的葛晓阳等在近期Journal of Integrative Plant Biology(https://doi.org/10.1111/jipb.13427)上报道了一种新的棉花遗传转化技术。该方法既能转化陆地棉（Gossypium hirsutum L.），也能转化海岛棉（Gossipium barbadense L.），甚至能转化二倍体棉花（如亚洲棉Gossypium arboretum L.），其转化效率相当甚至高于常用的基于体细胞胚胎发生或基因枪介导的棉花遗传转化方法（Ge et al.，2023）。葛晓阳等将该技术体系命名为顶端分生组织干细胞介导的遗传转化体系（shoot apical meristem cell-mediated transformation，SAMT），具有快速、高效、简便和无基因型限制的特点，也可以应用于大豆、黄瓜等其他双子叶植物。

2023年6月 日，美国Texas Tech University的ZHANG Hong在Journal of Cotton Research在线发表题为“A breakthrough in cotton transformation technology”（棉花遗传转化技术的新突破）的评论文章，认为SAMT的建立是作物遗传转化技术发展中一个里程碑式的进步。

该评论指出农杆菌介导的棉花遗传转化最早是在20世纪80年代末和90年代初完成的。在早期的研究中，Texas Tech University的Trolinder和Goodin开发了一种基于体细胞胚胎发生的棉花再生体系。随后，Trolinder和Chen确定Coker 312是棉花体细胞胚胎发生最合适的供体植物，从而找到了一种可靠的棉花遗传转化方法。这项突破性技术在棉花生物技术领域具有重要意义，开辟了将新性状导入棉花的新途径。Trolinder等人方法迄今已经被世界各地的科学家使用了30年。虽然这种方法可重复性很强，但通常需要两年时间才能获得转基因棉花，并且只能使用Coker 312及其亲缘关系密切的老棉花品种，如Coker 201和Coker 210；因此，不能推广到其他类型的棉花，包括现代陆地棉优良品种和因纤维品质优异而备受追捧的海岛棉。

葛晓阳等开发的棉花遗传转化新方法所需时间更短，并且不受植物基因型的限制。该方法从种子到种子获得转基因棉花平均仅需9个月，而传统方法需要12到24个月；该方法还可以转化海岛棉和亚洲棉，而传统方法尚不确定是否可以转化除陆地棉以外的棉种。采用葛晓阳等的方法获得的转基因棉花通过了DNA印迹分析验证，并且转基因棉花的表型与导入基因的功能一致；其转化率与大多数现有方法的相当，嵌合体比例与其他方法（包括目前许多美国实验室使用的方法）相比并不是特别高。

作者认为，葛晓阳等人取得了实质性的进步，对全球棉花学术界具有重要价值，有望开创棉花生物学基础研究的新时代，有利于发现新的棉花功能基因，使基因工程改良棉花获得更高的产量和更优的品质。

Title: A breakthrough in cotton transformation technology

Author: ZHANG Hong

Journal of Cotton Research. 2023;6:8

https://jcottonres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s42397-023-00147-w