近日，美國佛羅裡達大學霍合強團隊在Plant biotechnology journal期刊上在線發表了題為“Application of Developmental Regulators to Improve In-Planta or In Vitro Transformation in Plants”的研究論文，該研究利用過表達影響植物再生發育相關的基因，通過農杆菌體外注射成株或者侵染外植體離體再生的方法成功地在金魚草，番茄，小白菜等多個物種上獲得了穩定的轉基因植株，這種高效的轉基因手段對于基因編輯和其它植物技術在現代農業的運用上具有重要的運用價值和意義。

随着基因編輯和基因組測序技術的不斷發展，轉基因成為了研究基因功能和現代化植物育種中一種必不可少的技術手段，但是受限于不同物種的再生能力，缺乏高效的遺傳轉化體系限制了現代生物技術在許多重要作物物種上有效應用。在本研究中，研究者首先在金魚草成年植株上注射了調控植物再生發育相關基因的過表達載體，包括PLETHORA (PLT5)， WOUND INDUCED DEDIFFERENTIATION 1 (WIND1)，ENHANCED SHOOT REGENERATION (ESR1)， WUSHEL (WUS), 和 WUS-P2A-BBM在内的5種不同的拟南芥再生發育相關基因，結果發現注射過表達PLT5, WIND1 和WUS 可以直接得到能夠穩定遺傳的轉基因再生芽，其中PLT5有着最高的轉化效率，這一結論在番茄上得到了進一步驗證。同時，研究者發現過表達PLT5也可以顯著提高離體小白菜子葉的遺傳轉化效率。此外，研究者在農杆菌過表達載體中加入了GFP 和Dellia (促進花青素合成的轉錄因子)過表達元件, 在方便了轉基因植株篩選工作的同時，也進一步證實了方法的有效性。

圖一 金魚草成株注射遺傳傳化試驗

圖二 番茄成株注射遺傳轉化試驗

研究中的轉基因方法有着以下兩點優勢：1) 可以提高再生能力比較差的物種的遺傳轉化效率，此外成株體外直接注射轉化的方法可以跨過繁瑣的組培工作，在野生型植株上直接收獲T1代轉基因種子，極大的縮短了轉基因材料的獲得時間，尤其适合于一些生長周期較長的物種；2) 體外注射轉化可以直接得到轉基因枝條和野生型母株的結合體，有助于分子信号長距離運輸傳導的研究。

佛羅裡達大學環境園藝系的霍合強教授和西北農林科技大學園藝學院的宮海軍教授為論文的共同通訊作者，佛羅裡達大學環境園藝系的博士生連昭遠為論文的第一作者，博士生Chi Dinh Nguyen，博士後王桂栾，湖北大學劉莉教授，佛羅裡達大學的陳建軍教授，安徽農業大學的汪松虎教授，廣州農業科學院易幹軍研究員，佛羅裡達大學的Sandra Wilson教授，和佐治亞大學的Peggy Ozias-Akins教授參與了該項研究。

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