Эффективность агробактериальной трансформации и фенотипы зерна у шести культиваров риса
Рис (Oryza sativa L.) — ключевая зерновая культура. Несмотря на прогресс, агробактериальная трансформация сталкивается с проблемами эффективности, особенно у новых индика-культиваров из Южного Китая. Отсутствие единого «золотого стандарта» протокола требует более глубокого изучения.
Исследование «Agrobacterium-mediated transformation efficiency and grain phenotypes in six indica and japonica rice cultivars» опубликовано в Seed Biology 30 марта 2023 года.
Сравнение культиваров
Учёные оценили шесть культиваров риса, включая индика-сорт Нангуйчжань (NGZ), известный температурной чувствительностью. Сравнение с эффективным культиваром ZH11 и другими показало высокое разнообразие по агрономически важным признакам зерна. NGZ был идентифицирован как сорт с превосходным качеством зерна: низкая доля меловых зёрен, желательные атрибуты, форма и показатели помола, что особенно благоприятно для функциональных исследований размера и формы зерна.
Трансформация и культура каллуса
Для генерации трансгенных растений использовали две плазмиды: для сверхэкспрессии гена GSN1 и для его нокаута с помощью редактирования генома CRISPR-Cas9.
Результаты по эффективности индукции каллуса (ранжирование):
ZH11 — 88.7%
ZS97 — 83.3%
NGZ — 82%
YD6 — 77.6%
HHZ — 72.7%
Kasalath — 64.2%
Результаты подтвердили, что индика-сорт NGZ обладает хорошей способностью к индукции каллуса на стандартной коммерческой среде (CIM). Фенотипы семян поколения T2 у всех шести культиваров подтвердили успешность трансформаций и изменения, соответствующие генетическим модификациям.
Молекулярная основа различий
Для изучения молекулярных причин разной эффективности трансформации между индика- и японика-сортами учёные проверили паттерны экспрессии, SNP и InDels у выбранных генов, связанных с регенерацией каллуса. Результаты показали, что именно гены, связанные с индукцией каллуса, могут влиять на побурение и изменение скорости индукции каллуса у разных культиваров.
Итог
Исследование углубляет понимание агробактериальной трансформации у риса. Выявленные различия в ответах между культиварами и тонкие изменения фенотипа зерна после трансформации имеют важное значение. Это открывает потенциал для улучшения методов трансформации и в конечном итоге поможет в создании устойчивых и высокоурожайных сортов риса для решения проблем глобальной продовольственной безопасности.