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科研進展
生物所在玉米不依賴基因型的(de)高(gāo)效遺傳轉化體系方面取得重要進展
日期:2021-11-08|來源:農業生物技術研究中心|浏覽量:1702次

近日,生物技術研究所玉米分子(zǐ)育種研究團隊申請的(de)國家發明專利“一(yī)種不依賴于玉米基因型的(de)DNA導入方法”獲得授權(專利号:ZL201910623296.5)。該方法突破了玉米遺傳轉化受限于基因型的(de)瓶頸,使用最新的(de)納米技術,經花粉介導将納米磁珠包被的(de)外源DNA高(gāo)效轉入玉米,可(kě)以轉化幾乎所有商業化的(de)玉米自(zì)交系,T1代植株外源基因表達效率可(kě)達7~18%,其中穩定遺傳到T2代的(de)效率約1.5%,拷貝數常見3~5個。

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玉米是世界上重要的(de)農作物,也是我國第一(yī)大農作物。玉米的(de)高(gāo)效DNA導入技術是現代分子(zǐ)育種的(de)重要手段。傳統的(de)玉米轉基因方法嚴重受限于玉米基因型及組培體系,費時費力成本高(gāo)。急需一(yī)種不依賴組培體系、不受基因型限制的(de)玉米轉基因方法。經過十多年(nián)的(de)技術探索,我們建立了不依賴基因型的(de)玉米新型高(gāo)效轉化體系。該轉化體系采用帶正電荷的(de)磁性納米顆粒作為(wèi)基因載體與帶負電荷的(de)DNA結合,在磁場作用下,結合了DNA的(de)磁性納米顆粒通過花粉孔将DNA轉運至玉米花粉中,并通過授粉和(hé)結實的(de)自(zì)然生殖過程,實現目的(de)基因的(de)導入。本發明可(kě)實現目的(de)基因在所有玉米中的(de)高(gāo)效導入和(hé)瞬時及穩定表達,突破了當前基于組織培養的(de)主流玉米基因導入方法受限于極少數受體材料、導入效率低(dī)、操作繁瑣等瓶頸問題。該轉化體系的(de)操作流程如(rú)下圖:

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該方法體系的(de)建立為(wèi)現代分子(zǐ)育種提供重要技術支撐:(1)利用玉米開花結實的(de)自(zì)然生殖過程,對受體材料和(hé)環境條件影響小,節省人力物力,成本低(dī)廉;(2)該轉染方法操作快捷,從收集玉米花粉到完成轉染并授粉的(de)整個過程可(kě)在1~2小時完成,極大限度的(de)保持了玉米花粉的(de)活力,有利于提高(gāo)轉化結實率,獲得大量可(kě)供篩選的(de)轉化後代;(3)該方法簡便高(gāo)效,僅需提供既定磁場即可(kě)完成轉化,無需昂貴的(de)儀器設備,可(kě)在田間和(hé)基地(dì)實現大規模玉米轉化。