近日，生命科學(xué)學(xué)院蘇英華/張憲省教授團(tuán)隊(duì)在Plant Communications上發(fā)表了題為“Enhancing Wheat Regeneration and Genetic Transformation through Overexpression ofTaLAX1”的研究文章。

提高再生能力是作物遺傳轉(zhuǎn)化成功的關(guān)鍵。大多數(shù)小麥品種的芽再生能力低，遺傳轉(zhuǎn)化困難，成為進(jìn)行基因功能分析和農(nóng)藝性狀遺傳改良的瓶頸。目前，通過選擇外植體類型或改善培養(yǎng)條件可以在一定程度上提高小麥的芽再生能力。另外，分析小麥芽再生過程的關(guān)鍵調(diào)控基因，通過改變其表達(dá)水平也可以明顯提升芽再生能力，并進(jìn)一步改善遺傳轉(zhuǎn)化效率，但相關(guān)的研究報(bào)道較少，且分子調(diào)控機(jī)制仍不清楚。

圖1.過量表達(dá)TaLAX1可以提高多個(gè)小麥品種再生能力

該研究發(fā)現(xiàn)，過量表達(dá)TaLAX1基因能夠顯著提高小麥芽再生能力（圖1）。TaLAX1可能通過激活TaGRF4、TaGIF1、細(xì)胞分裂素合成，生長素轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因的表達(dá)，提高小麥芽再生能力，從而提升遺傳轉(zhuǎn)化和基因編輯效率（圖2）。

圖2. 過量表達(dá)TaLAX1提高遺傳轉(zhuǎn)化和基因編輯效率

作者發(fā)現(xiàn)在玉米和大豆中過量表達(dá)TaLAX1的同源基因，存在保守的提高再生能力的效果（圖3）。

圖3. 過量表達(dá)TaLAX1的同源基因提高玉米、大豆的再生能力

研究結(jié)果不僅為提高小麥芽再生能力提供新的重要信息，也為小麥改良和設(shè)計(jì)育種提供了重要基因資源和思路。

生命科學(xué)學(xué)院已畢業(yè)博士于洋和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥遺傳轉(zhuǎn)化平臺(tái)于海霞副教授為該論文第一作者。蘇英華教授和張憲省教授為共同通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金的資助。

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波