Повышение частоты трансформации у кукурузы

Кукуруза — классический модельный организм для генетических исследований, однако низкая частота трансформации остаётся серьёзным препятствием для многих применений генного редактирования.

Исследователи из Центра системной биологии растений VIB-Университета Гента добились значительного прогресса в решении этой проблемы. Используя комбинацию тройных векторов и морфогенных регуляторов, они существенно повысили эффективность трансформации, открыв путь для более эффективных исследований и инновационных приложений.

Исследование опубликовано в The Plant Journal.

Преодоление узкого места трансформации

Кукуруза (Zea mays L.) — важнейшая сельскохозяйственная культура и ключевой модельный организм. Традиционное генное редактирование в ней основано на Agrobacterium-опосредованной трансформации. Однако низкая частота трансформации создаёт узкое место в генетических исследованиях, включая новые геномные техники (NGTs).

Команда из Центра системной биологии растений VIB-Университета Гента совместно с коллегой из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) атаковала проблему с двух сторон. Они добавили в Agrobacterium вспомогательную плазмиду, повысив её способность переносить ДНК в клетки кукурузы. Кроме того, они использовали химеры GRF-GIF — тип морфогенных регуляторов — для увеличения регенерации трансформированных клеток в растения. Комбинация этих технологий позволила увеличить количество получаемых трансгенных растений до 20 раз.

«Повышение частоты трансформации было целью многих исследовательских групп по всему миру. Однако ранее опубликованные результаты часто основаны на единичном эксперименте. Здесь мы оценивали наши методы в течение многих лет, экспериментов и операторов. Это даёт нам прочную научную основу для внедрения наших выводов в дальнейшие исследования», — говорит Лауренс Паувелс, руководитель группы в Центре системной биологии растений VIB-Университета Гента.

Перспективы на будущее

Исследование проводилось на инбредной линии кукурузы B104. Хотя эта линия часто используется в исследованиях, она имеет ограниченную экономическую ценность для сельского хозяйства Бельгии, так как плохо приспособлена к местным условиям, а фермеры обычно используют гибриды.

Следующая цель исследователей — трансформировать инбредные линии кукурузы. Конечная задача — получить знания для создания новых гибридов, которые были бы агрономически жизнеспособны и экономически выгодны для местных фермеров, но труднотрансформируемы старыми методами.

«Наше следующее внимание будет сосредоточено на полевых применениях. Если мы сможем трансформировать инбредные линии кукурузы, более интересные для фермеров, мы, возможно, сможем создавать более интересные гибридные растения. Это может стать отправной точкой для более эффективного использования NGTs в сельском хозяйстве», — говорит Ваут Вандепютте, первый автор и аспирант Центра системной биологии растений VIB-Университета Гента.