雌雄青杨组织培养和PcXTH22基因过表达及敲除

摘要

为能通过基因工程手段对青杨（Populus cathayana Rehd.）进行遗传改良，本研究以雌雄青杨为材料建立了适用于不同性别的组培再生体系，确定了青杨雌株分化、增殖和生根阶段最佳培养基分别为：MS+30 g/L蔗糖+6 g/L琼脂+0.1 mg/L TDZ+0.3 mg/L IBA,MS+30 g/L蔗糖+7 g/L琼脂+0.1 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IBA,WPM+20 g/L蔗糖+7 g/L琼脂+0.1 mg/L IBA+0.2 mg/L NAA；青杨雄株分化、增殖和生根阶段的最优培养基分别为：WPM+30 g/L蔗糖+6 g/L琼脂+0.1 mg/L TDZ+0.3 mg/L NAA,MS+30 g/L蔗糖+7g/L琼脂+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,WPM+20 g/L蔗糖+7 g/L琼脂+0.2 mg/L IBA+0.02 mg/L NAA.随后使用继代培养1 mo的青杨雌株叶片作为遗传转化受体，根癌农杆菌菌液侵染10～15 min后，共培养48 h，然后转入含10 mg/L潮霉素和200 mg/L特美汀的各阶段培养基中进行选择培养.定量PCR发现过表达株系中PcXTH22的转录表达水平提高了40～824倍，转化率为100%.在CRISPR-Cas9转化成功的5个株系中发现1个株系的两个等位基因同时发生移码突变而蛋白翻译提前终止（即纯合株系），编辑效率为20%.因此，该研究为使用我国特有乡土树种进行遗传改良提供了优秀的范例.

关键词

青杨 / 雌雄植株 / 组织再生 / 遗传转化体系 / PcXTH22 / CRISPR-Cas9基因编辑

基金资助

国家自然科学基金（32271830）; 青藏高原寒旱区大规格乔木移植关键技术研究及应用项目（2846G202400001）