不同理化因子对黄芩毛状根诱导的影响

目的:利用发根农杆菌1.2556诱导黄芩,得到毛状根.方法:采用共培养法诱导黄芩毛状根,研究不同外植体,不同预培养时间,不同菌液浓度,不同感染时间,乙酰丁香酮,抗生素浓度等条件对转化率的影响.结果:利用预培养2d后的茎段为转化材料,当发根农杆菌浓度在OD600值为0.5时感染10min,转化率最高.在菌液中或培养基中添加100umol/L,乙酰丁香酮可以提高黄芩毛状根的转化效率.培养基中加入250mg/L抗生素Cef能较好地抑制发根农杆菌生长.结论:用共培养法诱导出黄芩毛状根,并确定了最佳诱导条件,以提高黄芩外植体的诱导率.     

发根农杆菌转化怀地黄再生植株

利用发根农杆菌15834菌株感染怀地黄组培苗子叶、叶柄和茎切段,建立了有效的毛状根培养及其植株再生体系。毛状根可直接从受伤的外植体产生,能在无外源激素的1/2MS固体和液体培养基上自主生长,表现出典型的发根特征。用100μmol/L乙酰丁香酮处理对数生长期的农杆菌菌液感染子叶获得了46.7%的最高转化频率;在附加0.2mg/L KT和3.0mg/L 6/BA的1/2 MS培养基上,毛状根能100%形成愈伤组织,51.49%分化出芽;分化芽在1/2 MS培养基上100%生根,形成具有矮化、节间短和根系发达等特征的转化再生植株且移栽后生长旺盛;1个转化毛状根克隆的梓醇含量为0.557mg/g,是鲜地黄梓醇含量的48.5%,是生地鲜重梓醇含量的18%。rolB基因PCR、Southem blot分析、冠瘿碱纸电泳和RT-PCR扩增检测证明农杆菌Ri质粒上的T-DNA整合到怀地黄基因组中并表达。     

何首乌毛状根培养及其活性成分的产生

利用发根农杆菌LBA940 2诱导药用植物何首乌产生毛状根。PCR扩增和Southern印迹杂交实验证实发根农杆菌中Ri质粒的T-DNA片段已整合进入植物核基因组中。经过基本培养基的筛选和毛状根生长动力学的考察 ,确立了何首乌毛状根在MS培养基中的最佳继代时间为 30d左右。HPLC实验测定结果显示 ,毛状根培养物中大黄酸的含量是原植物的 2 85倍     

喜树毛状根的诱导及其喜树碱含量分析

研究了不同外植体类型(包括真叶、茎段、子叶及胚轴)、胚轴年龄和不同发根农杆菌菌株(包括A4、15834、R1601、C58C1)等因素对喜树毛状根诱导频率的影响,并用PCR对诱导出的毛状根进行了分子鉴定.结果表明:(1)最佳外植体为胚轴,5~10 d是胚轴最佳诱导年龄段,最佳诱导菌株为15834.(2)PCR鉴定结果表明,发根农杆菌的rolB基因已整合到喜树毛状根基因组中.(3)对不同菌株诱导的毛状根进行HPLC检测表明,C58C1菌株诱导的毛状根的喜树碱和羟基喜树碱含量最高,分别为1.219 mg/g和0.305 mg/g.研究结果为喜树碱的药源开发提供了一条新途径,并为进一步利用基因工程技术调控喜树碱的代谢合成奠定了基础.     

南方红豆杉毛状根诱导体系的建立及毛状根中 紫杉醇的分离纯化研究

目的:研究发根农杆菌对南方红豆杉转化的转化体系和毛状根中紫杉醇的提取纯化工艺;方法:采用发根农杆菌对南方红豆杉不同外植体进行诱导,并对影响毛状根转化的因素进行分析。采用超临界CO2流体萃取法、硅胶柱色谱法以及高效液相法对毛状根中的紫杉醇进行分离提纯;结果:成功构建了南方红豆杉毛状根诱导体系。其中农杆菌的种类、外植体类型、预培养和共培养时间、培养基中激素浓度均影响毛状根的转化率。毛状根经高压纸电泳检测显示表达冠瘿碱。毛状根中紫杉醇经超临界CO2法提取及硅胶柱色谱法分离提纯,采用高效液相法分析显示其纯度可达到98%。结论:发根农杆菌诱导南方红豆杉产生的毛状根中可产生紫杉醇,可作为紫杉醇的主要来源。     

商陆毛状根的诱导、培养及其扼甙的产生

发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）R1601感染商陆叶片外植体1周后,在其切口处产生毛状根,20d后产生毛状根的外植体比例达70%,毛状根可直接从叶片外植体叶脉处或从叶脉处产生的愈伤组织上产生,毛状根能在无激素的MS培养基上自主生长,其呼吸速率比对照根提高85.6%,冠瘿碱检测和PCR扩增结果表明,发根农杆菌RiT-DNA的冠瘿碱合成酶基因及其Ri质粒的rol基因均已在商陆毛状根基因组中得到表达。毛状根中总皂甙含量约为自然根的1.54倍,但其多糖含量则仅为非转化根的70%。     

商陆毛状根的诱导、培养及其皂甙的产生

发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）R1601 感染商陆叶片外植体1周后,在其切口处产生毛状根,20d后产生毛状根的外植体比例达70%;毛状根可直接从叶片外植体叶脉处或从叶脉处产生的愈伤组织上产生。毛状根能在无激素的 MS培养基上自主生长,其呼吸速率比对照根提高85.6%。冠瘿碱检测和PCR扩增结果表明,发根农杆菌RiTDNA的冠瘿碱合成酶基因及其Ri质粒的rol 基因均已在商陆毛状根基因组中得到表达。毛状根中总皂甙含量约为自然根的154倍,但其多糖含量则仅为非转化根的70%。     

外植体龄和蔗糖浓度对黄瓜子叶产生毛状根的影响

研究了外植体龄和蔗糖浓度对发根农杆菌 R160 1介导黄瓜子叶产生毛状根的影响。结果表明 :以 10 d龄子叶外植体产生毛状根的能力最强 ,外植体的毛状根诱导率为 88.89% ;2 0 d龄子叶外植体的毛状根诱导率比 10 d龄子叶外植体降低 52 .86% ;30 d龄子叶外植体感染发根农杆菌R160 1后不产生毛状根。感染发根农杆菌 R160 1的黄瓜子叶外植体在不加或加 1%蔗糖的 MS培养基上的毛状根诱导率极低 ,子叶外植体逐渐变黄 ,腐烂 ;而培养基中添加 2 % ,3%或 4 %的蔗糖可显著提高子叶外植体的毛状根诱导率。黄瓜毛状根能在无外源植物激素的 MS液体培养基中自主生长。冠瘿碱的高压纸电泳检测表明毛状根已被 Ri T- DNA转化     

发根农杆菌介导的尾巨桉遗传转化体系的建立

发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）的建立对植物功能基因的验证具有重要意义,为了在桉树（Eucalyptus）中建立发根农杆菌介导的遗传转化体系,本研究以不同的发根农杆菌菌株侵染尾巨桉（Eucalyptus urophylla × E. grandis）的叶片和茎段,确定合适的农杆菌菌株和外植体类型,在此基础上开展农杆菌浓度、侵染时间对毛状根诱导的影响。结果表明：采用发根农杆菌菌株MSU440,以叶片为外植体进行发根诱导,最高获得了81.0%的毛状根诱导率,毛状根平均根长达到3.23 cm。在发根农杆菌浓度为OD₆₀₀=0.3、侵染时间为30 min时,共培养48 h后经过20 mg·L^-1卡那霉素筛选培养,通过PCR分子鉴定和GUS染色证实外源基因稳定地整合在桉树毛状根基因组中,转化率达20.2%。初步建立了发根农杆菌介导的桉树遗传转化体系,为桉树基因功能鉴定和进一步的转基因育种奠定基础。     

少花龙葵毛状根的诱导和次生代谢物的产生

研究了发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes)对少花龙葵（Solanum photeinocarpum)的转化和毛状根的诱导,分析了影响转化的因素,并初步检测了毛状根的生长和次生代谢物的产生。发根农杆菌菌株R1000、R1601分别感染少花龙葵的叶片、茎段,约7d后得到毛状根。菌株R1000感染的外植体的生根率分别为90．2％和50．0％,根诱导频率分别为6．2和4．6;菌体R1601感染的外植体的生根率分别为92．1％和49．2％,根诱导频率分别为6和5．5;对照两周内不出根。冠瘿碱检测证实所得毛状根为转化根。感染在MS＋PP333培养基上生长的矮壮苗叶片,毛状根诱导频率显著提高;用MS液体培养基稀释1倍的菌液感染叶片,转化效率也得到提高。毛状根生长速度快,培养4周后干重增加420倍,总糖苷生物碱和皂甙含量分别为原植株根的31和107倍。     

发根农杆菌介导的长春花高效转基因体系的建立

以长春花幼叶为外植体建立了发根农杆菌介导的长春花高效遗传转化体系,主要技术环节为：用携带有基因表达载体的发根农杆菌R1000侵染幼嫩叶片,侵染的叶片外植体与发根农杆菌共培养2d,外植体移至除菌培养基除菌培养2～3周,切取外植体上诱导长出的毛状根置于筛选培养基上培养1-2周,最后对筛选出的阳性毛状根无性系进行扩繁。筛选出的阳性毛状根经GUS染色和PCR分子鉴定表明,该方法的发根诱导率和阳性转化率分别为82％±2．49％和100％。该转化方法所获得的毛状根系数量大、质量高、遗传稳定且所需时间短,明显优于现有的长春花遗传转化技术,是长春花遗传转化的高效便捷体系。     

发根农杆菌介导的菠菜毛状根遗传转化体系的建立

发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)侵染植物后可诱导植物产生毛状根。菠菜(Spinacia oleracea)是常见的食用蔬菜, 目前尚未见菠菜毛状根的研究报道。经筛选得到适合诱导菠菜毛状根的发根农杆菌菌株LBA9402, LBA9402侵染菠菜外植体茎后, 毛状根的诱导率最高可达16%。菠菜毛状根呈白色, 具有丰富的根毛, 能在无外源激素的固体培养基上快速增殖生长。通过诱导菠菜毛状根产生愈伤组织并进行分化, 获得了菠菜毛状根的再生植株, 再生率为8%。此外, LBA9402可将含有Ri质粒的T-DNA和携带外源GFP基因的Ti质粒T-DNA共同导入外植体中。PCR检测和荧光显微观察结果显示, rolB及GFP基因在菠菜毛状根基因组中稳定表达, 共转化频率为50%。     

Ri T-DNA对盾叶薯蓣的遗传转化及薯蓣皂甙元产生的影响

利用农杆菌介导法成功地将Pd T-DNA转入药用植物盾叶薯蓣,产生了毛状根,经分子信标探针检测农杆菌Pd质粒上的T-DNA已整合进植物基因组中。研究建立了毛状根大量快速繁殖技术,基本技术要求为：1／2 MS液体培养基,28℃培养温度,350lux弱光条件下有利于毛状根的增殖培养,提高生物量。HPLC测定结果显示,转基因获得的毛状根其薯蓣皂甙元的含量分别是微块茎、愈伤组织和植物体合成量的5．68倍、6．12倍和2．68倍。     

发根农杆菌介导的菠菜毛状根遗传转化体系的建立

发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)侵染植物后可诱导植物产生毛状根。菠菜(Spinacia oleracea)是常见的食用蔬菜, 目前尚未见菠菜毛状根的研究报道。经筛选得到适合诱导菠菜毛状根的发根农杆菌菌株LBA9402, LBA9402侵染菠菜外植体茎后, 毛状根的诱导率最高可达16%。菠菜毛状根呈白色, 具有丰富的根毛, 能在无外源激素的固体培养基上快速增殖生长。通过诱导菠菜毛状根产生愈伤组织并进行分化, 获得了菠菜毛状根的再生植株, 再生率为8%。此外, LBA9402可将含有Ri质粒的T-DNA和携带外源GFP基因的Ti质粒T-DNA共同导入外植体中。PCR检测和荧光显微观察结果显示, rolB及GFP基因在菠菜毛状根基因组中稳定表达, 共转化频率为50%。     

Agrobacterium infection of hemp (Cannabis sativa L.): establishment of hairy root cultures

Abstract

Experimental conditions were optimized for hemp, a difficult to transform plant, to be effectively infected with either Ri or Ti plasmid-bearing agrobacteria and to establish stably transformed tissues. Hypocotyl of intact seedlings was the most responsive material and the response depended on both bacterial strain and plant variety. Transformed tissues, hairy roots and tumors, were cultured and stabilized in vitro and showed the characteristic traits of fast and phytohormone-independent growth as well as high incidence of lateral branching and abundance of root hairs in the case of roots. They all contained T-DNA of the corresponding Ri or Ti plasmid as revealed by PCR analysis with specific primers and further hairy roots induced by AR10GUS strain showed normal pattern of β-glucuronidase positive staining. To our knowledge, this represents the first reported protocol for the establishment of Cannabis sativa hairy root cultures.     

木豆毛状根的诱导及其培养条件的研究

利用发根农杆菌LBA9402对木豆叶片直接进行诱导产生毛状根。本实验研究出诱导木豆毛状根的最佳条件是,以木豆叶片为外植体,于1/2MS固体培养基上预培养2~4 d,菌液浓度OD₆₀₀=0.6~0.8,浸染20 min,共培养3 d,诱导率为60.00%。在分子水平用PCR检测表明,发根农杆菌9402Ri质粒上的T-DNA成功整合进木豆毛状根的基因组中。     

美洲商陆毛状根诱导及其离体培养的影响因素

为了探讨利用美洲商陆毛状根生产其药用成分的可能性,研究了美洲商陆毛状根诱导及其离体培养的影响因素。结果表明,美洲商陆叶片外植体被发根农杆菌ATCC 15834感染约18 d后,从其叶片外植体形态学下端叶脉切口处产生毛状根,其中以预培养1 d,农杆菌感染20 min,共培养4 d时的毛状根诱导率最高,达到70%。PCR扩增和硅胶薄层层析结果显示,发根农杆菌Ri质粒的rol C基因以及冠瘿碱合成酶基因已在美洲商陆毛状根基因组中整合和表达。所获得的美洲商陆毛状根系都能在无外源激素的MS固体培养基上快速自主生长;其中以毛状根根系2的生长速度最快、分生侧根能力最强和根表面的根毛密度最高;毛状根根表面呈紫红色或呈白色。在供试的MS、1/2MS、B5和6,7-V液体培养基中,以无外源激素的MS培养基最适合美洲商陆毛状根根系生长。与无外源激素的MS培养基相比,6,7-V培养基更有利于毛状根中商陆皂苷甲的合成与积累。本文所建立的美洲商陆毛状根诱导及其离体培养的适宜条件为今后利用其毛状根株系的规模培养来生产其药用有效成分商陆皂苷甲奠定了实验和技术基础。     

Expression of recombinant Digitalis lanata EHRH. cardenolide 16′-O-glucohydrolase in Cucumis sativus L. hairy roots

The coding sequence for the Digitalis lanata EHRH. cardenolide 16′-O-glucohydrolase was inserted downstream of the 35S promoter in the binary vector pBI121 resulting in plant expression vector pBI121cgh. Cotyledon explants excised from 10-day-old seedlings of Cucumis sativus L. were transformed using Agrobacterium rhizogenes 15834 harbouring pBI121cgh. Hairy roots were obtained from infected cotyledon explants in vitro 10 days after inoculation. PCR amplification of coding sequences for cgh I, rolB and rolC from Ri plasmid showed that the aimed sequences were inserted into the genome of transformed cucumber hairy roots. Glycolytic activity of the transgenic CGH I was measured by HPLC using Lanatoside glycosides as substrate. Therefore, the cgh I transformed cucumber hairy roots may provide a valuable model for biotransformation of natural compounds by recombinant enzymes.This report is dedicated to Prof. W. Roos on the occasion of his 60th birthday.     

<Emphasis Type="Italic">Agrobacterium rhizogenes</Emphasis> mediated transformation of <Emphasis Type="Italic">Scutellaria baicalensis</Emphasis> and production of flavonoids in hairy roots

Using different explants of in vitro seed grown Scutellaria baicalensis Georgi plantlets, hairy roots were induced following inoculation of Agrobacterium rhizogenes strains A₄GUS, R1000 LBA 9402 and ATCC11325. The A₄GUS proved to be more competent than other strains and the highest transformation rates were observed in cotyledonary leaf explant (42.6 %). The transformed roots appeared after 15–20 d of incubation on hormone free Murashige and Skoog medium. Growth of hairy roots was assessed on the basis of total root elongation, lateral root density and biomass accumulation. Maximum growth rate was recorded in root:medium ratio 1:100 (m/v). Hairy root lines were further established in Gamborg B₅ medium and the biomass increase was maximum from 15 to 30 d. PCR, Southern hybridization and RT-PCR confirmed integration and expression of left and right termini-linked Ri T-DNA fragment of the Ri plasmid from A₄GUS into the genome of Scutellaria baicalensis hairy roots. GUS assay was also performed for further integration and expression. All the clones showed higher growth rate them non-transformed root and accumulated considerable amounts of the root-specific flavonoids. Baicalin content was 14.1–30.0 % of dry root mass which was significantly higher then that of control field grown roots (18 %). The wogonin content varies from 0.08 to 0.18 % among the hairy root clones which was also higher than in non-transformed roots (0.07 %).