研究和评论:植物科学杂雷竞技苹果下载志》上
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ISSN: 2320 - 0189
+ 1-845-458-6882收到日期:05/10/2016;接受日期:25/10/2016;发表日期:02/11/2016
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高倍数性是一种常见的现象在植物组织培养再生。贡献者这种效应包括升高的细胞在正常二倍体和多倍体倍性礼物外植体组织,由个人培养细胞内复制,体外环境因素对细胞分裂的影响。因为多倍体化可以导致形态变化,因此,不同的土壤,植物倍性的测定转基因再生剂推荐当评估表型并进行突变屏幕后续遗传转化。
多倍体、组织培养、植物再生,草莓遗传转化
植物组织培养和再生系统已经用于不同农业和生命科学应用程序,包括商业微体繁殖,病毒和其他病原体清除,种质保存、基因功能研究、基因操作,和许多其他人。在大多数植物物种,一个有效的体外再生系统的可用性是农杆菌介导的先决条件和其他形式的稳定植物转换申请基因介绍,遗传操纵的基因组编辑和其他用途。
植物体细胞,包括完全分化细胞在各种组织作为外植体来源,有能力为整个植物体外再生,能力被称为全能性(1]。在过去的几十年中,整个植物从外植体再生来自许多不同的植物部分,包括但不限于根、下胚轴、子叶,叶子,茎,和鲜花。再生是一个过程,恢复到一个未分化的成熟细胞或胚胎发生的细胞状态,然后重新进入分裂周期刺激,再分化奠定了基础。在每一个组织和器官类型,分化的细胞有特定的大小,形状,功能,和基因表达模式在自然界中植物的生长和发展。在体细胞发育,基因和基因变异细胞细胞株可能也会出现由于突变,错误细胞分裂,限制影响适应性和其他原因。因此,给定外植体组织不能被认为是基因或基因上均匀当穿上人工培养基(2]。
由于环境条件,包括生化成分培养基特别是植物激素水平和比率,暴露在植物组织培养提供了正常的机会以及转基因/基因变种植物细胞表达他们的全能性。因此,虽然文化的目的可能是恢复切实维护外植体再生剂基因型,或者离开原来的基因型仅以预期的方式,转基因/基因变种植物的意外出现人口再生剂的预期,实际上体细胞变异和倍性变化再生剂已被广泛报道在拟南芥等植物,西兰花、黄瓜、玉米、西红柿、苹果和许多其他人3- - - - - -8]。
在我们的研究中16个表达序列的未知函数的二倍体物种草莓,草莓属vesca,我们使用组织培养和农杆菌介导转化体系引入RNAi基因沉默构造叶片外植体从模型品种“夏威夷4”(9]。而各种construct-specific表型最初观察再生剂中,一个令人困惑的发现是,某种类型的表型变异的特点是异乎寻常地扩大传单发生频率较低的再生剂人群来自每一个16构造。这种表型是让人想起与colchicine-induced f . vesca四倍体,作为被观察到在一项研究10]。独特的再生剂的假设被证实了四倍体的一个子集上执行染色体计数和流式细胞术变体。基于证实高倍数性和变体传单形态之间的关系,我们开发和应用了可靠的表型指标,流式细胞术,再度确认检查992转换产生的转基因植物16种不同结构,并发现173或17%的转化植物四倍体(9]。
之前我们的研究中,唯一的报告升高倍数性再生剂在草莓是尼曼和沃林,用流式细胞术检测15植物倍性升高的51 protoplast-derived再生剂的octoploid草莓属x ananassa育种线(11]。我们发现有关倍数性升高的发生和表型特征的再生剂f . vesca '夏威夷4 '是第一个报告一个二倍体草莓,和任何转基因草莓的首次报道。因此,我们报告了一个重要的新的见解的属性二倍体植物草莓模型,f . vesca“夏威夷4”(9]。值得注意的是,“夏威夷4”已经从14 f . vesca品种中选择表现最好的再生能力的比较研究,在这基础上采取的是草莓研究社区作为模式植物基因组的测序(12,13]。因此,增强知识的夏威夷4模型的系统尤其草莓遗传学和基因组学领域的重要性。
基于我们的研究转基因再生剂在夏威夷4的模型系统中,我们提出了四倍体的再生剂可能来自原来的四倍体的细胞在外植体,或交替可能是造成的组织培养和转换程序。一个流仪分析已经表明,大约13%的原子核在夏威夷4的树叶从二倍体植物生长在温室展览四倍体性。然而,在更广泛的植物生理条件下核抽样需要明确评估的程度endopolyploidy叶子的二倍体植物“夏威夷4”。
研究转基因番茄倍性水平变化的原因,Ellul等人使用流式细胞仪测量细胞的核DNA含量捐赠者子叶的外植体从五个二倍体品种和转化株(7]。发现polysomatic二倍体品种的子叶的组织,是由二倍体和多倍体细胞。2 c的相对百分比,4 c, 8 c子叶的原子核之间的不同植物的基因型。转换过程也影响的百分比高倍数性再生剂,改变了植物的百分比与倍性水平升高相关的基因型和外植体来源转换/选择过程而不是4 c的比例和8 c核在各自的外植体来源。
体细胞多倍体或endopolyploidy植物中普遍发生,通常占据明显的植物体的一部分,包括最多的细胞和组织出现不同程度的分化和类型的函数,包括开花时间和数量,主要由核内复制(2,14- - - - - -16]。利用植物细胞培养技术繁殖的程度,进一步阐明endopolyploidy外植体组织来源,荣誉和木村研究了二倍体白菜幼苗期间endopolyploidy发展模式(17]。发现只有2 c细胞un-germinated胚胎,但幼苗,包括他们的根,子叶、下胚轴、拍摄技巧和树叶含有细胞2 c - 16 c。结果表明:endopolyploidy的模式是特定于每个发展阶段。一般来说,年长的组织表现出更高水平的multiploidy比年轻的组织在同一植物。因为endopolyploidy是一个常见的特性或植物组织发展的一个因素,也就不足为奇了四倍体植物可以从分化再生二倍体外植体的组织培养和转换。
核内复制是一个过程,细胞复制他们的基因组有丝分裂,伴随着细胞快速增长、发展和变异。它也可以是一种适应性反应环境变化和各种非生物和生物因素18]。组织培养和转换系统将细胞和组织潜在压力的人工条件下通过控制光、温度、培养基成分和植物激素。这些因素是多种多样的各自需要不同基因型植物再生。多倍体细胞一般承受的压力比二倍体细胞可以在强烈波动的环境中19]。因此,多倍体细胞和植物可以有利的生存,这或许可以解释为什么四倍体的频率再生剂可能超过四倍体的细胞的频率在各自的外植体,正如我们所观察到的夏威夷4 (20.]。因此,一个更高比例的四倍体植物原生质体的再生剂文化之间可能会因为文化时代所需时间越长原生质体与一般组织培养(21]。事实上,再生剂的研究报道,29%的原生质体octoploid草莓育种线表现出升高倍数性(11]。
总之,高倍数性的可能性之间应该经常考虑到表型和再生剂遗传通过体外评价转基因植物衍生过程。特有的表型可能与四倍体的再生剂,如二倍体草莓模型植物“夏威夷4”,尽管tetraploidy-related表现型的确切性质可能不同物种间。
部分资金是新罕布什尔州农业试验所提供的车站。这是2688号的科学贡献。这个工作是/是由美国农业部国家粮食和农业研究所NH00632孵化项目。
