افزایش کارآیی تراریختی بواسطه آگروباکتریوم در جنین نارس گندم رقم آریا

نویسندگان

گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

چکیده

روش کارآمد تراریختی بواسطه آگروباکتریوم از طریق استفاده از زمان­های مختلف امواج فراصوت، سویه­های آگروباکتریوم، نوع محیط تلقیح و غلظت­های مختلف استوسرینگون در رقم آریا گندم تهیه گردید. از ریزنمونه جنین نارس برای تلقیح با باکتری آگروباکتریوم تومه­فاسینس حاوی پلاسمید نوترکیب pBI121 استفاده شد. بین زما­ن­های مختلف استفاده از امواج فراصوت بیشترین درصد جنین­های نارس GUS مثبت (14/1 ± 58/54 درصد) و تراریختی (07/0 ± 78/0 درصد) در 10 ثانیه امواج فراصوت مشاهده گردید. بین سویه­های آگروباکتریوم، بیشترین بیان موقت و پایدار ژن GUS با میانگین 55/1 ± 50/62 درصد و 04/0 ± 39/0 درصد در سویه LBA4404 بود. بین انواع مختلف محیط تلقیح، بیشترین جنین­های نارس GUS مثبت و تراریختی (به ترتیب 14/0 ± 86/1 درصد و 04/0 ± 75/0 درصد) با کاربرد محیط تلقیح IM مشاهده شد. بین غلظت­های استوسرینگون، بیشترین تراریختی با میانگین 04/0 ± 75/0 درصد با کاربرد 200 میکرومولار استوسرینگون بدست آمد. همچنین، مطالعه اثرات کاربرد همزمان نشان داد که بیشترین کارآیی تراریختی (06/0 ± 56/1 درصد) در جنین­های نارس تلقیح شده با سویه LBA4404 پس از 10 ثانیه تیمار امواج فراصوت، جنین­های نارس تلیقح شده با آگروباکتریوم در محیط تلقیح IM پس از 10 ثانیه امواج فراصوت و جنین­های نارس تلقیح شده با آگروباکتریوم در محیط تلقیح حاوی 200 میکرومولار استوسرینگون پس از 10 ثانیه امواج فراصوت حاصل می­شود.

کلیدواژه‌ها


Akama K., Shiraishi H., Ohta S., Nakamura K., Okada K., and Shimura Y. (1992). Efficient transformation of Arabidopsis thaliana: comparison of the efficiencies with various organs, plant ecotypes and Agrobacterium strains. Plant Cell Reports, 12: 7-11.
Altpeter F., Sandhu S., Davey M. R., and Anthony P. (2010). Genetic transformation–biolistics. Plant Cell Culture: Essential Methods: 217-239.
Bakshi S., Sadhukhan A., Mishra S., and Sahoo L. (2011). Improved Agrobacterium-mediated transformation of cowpea via sonication and vacuum infiltration. Plant Cell Reports, 30: 2281-2292.
Beranová M., Rakouský S., Vávrová Z., and Skalický T. (2008). Sonication assisted Agrobacterium-mediated transformation enhances the transformation efficiency in flax (Linum usitatissimum L.). Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 94: 253-259.
Cheng M., Fry J. E., Pang S., Zhou H., Hironaka C. M., Duncan D. R., Conner T. W., and Wan Y. (1997). Genetic transformation of wheat mediated by Agrobacterium tumefaciens. Plant Physiology, 115: 971-980.
Chugh A., Vikrant S., Mahalakshmi A., and Khurana P. (2012). A novel approach for Agrobacterium-mediated germ line transformation of Indian bread wheat (Triticum aestivum) and pasta wheat (Triticum durum). Journal of Phytology, 4: 22-29.
Davis M. E., Daniel Lineberger R., and Raymond Miller A. (1991). Effects of tomato cultivar, leaf age, and bacterial strain on transformation by Agrobacterium tumefaciens. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 24: 115-121.
Dutta I., Kottackal M., Tumimbang E., Tajima H., Zaid A., and Blumwald E. (2012). Sonication-assisted efficient Agrobacterium-mediated genetic transformation of the multipurpose woody desert shrub Leptadenia pyrotechnica. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 112: 289-301.
Hiei Y., Ohta S., Komari T., and Kumashiro T. (1994). Efficient transformation of rice (Oryza sativa L.) mediated by Agrobacterium and sequence analysis of the boundaries of the T-DNA. The Plant Journal, 6: 271-282.
Hood E. E., Gelvin S. B., Melchers L. S., and Hoekema A. (1993). New Agrobacterium helper plasmids for gene transfer to plants. Transgenic Research, 2: 208-218.
Joersbo M., and Brunstedt J. (1992). Sonication: A new method for gene transfer to plants. Physiologia Plantarum, 85: 230-234.
Jones H. D. (2005). Wheat transformation: current technology and applications to grain development and composition. Journal of Cereal Science, 41: 137-147.
Li J., Ye X., An B., Du L., and Xu H. (2012). Genetic transformation of wheat: current status and future prospects. Plant Biotechnology Reports, 6: 183-193.
Liu Y., Yang H., and Sakanishi A. (2006). Ultrasound: Mechanical gene transfer into plant cells by sonoporation. Biotechnology Advances, 24: 1-16.
Lulsdorf M. M., Rempel H., Jackson J. A., Baliski D. S., Hobbs S. L. (1991). Optimizing the production of transformed pea (Pisum sativum L.) callus using disarmed Agrobacterium tumefaciens strains. Plant Cell Reports, 9: 479-483.
Oliveira M. L. P., Febres V. J., Costa M. G. C., Moore G. A., and Otoni W. C. (2008). High-efficiency Agrobacterium-mediated transformation of citrus via sonication and vacuum infiltration. Plant Cell Reports, 28: 387-395.
Pathak M. R., and Hamzah R. Y. (2008). An effective method of sonication-assisted Agrobacterium-mediated transformation of chickpeas. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 93: 65-71.
Patnaik D., Vishnudasan D., and Khurana P. (2006). Agrobacterium-mediated transformation of mature embryos of Triticum aestivum and Triticum durum. Current Science, 91: 307-317.
Pena L., Perez R. M., Cervera M., Juarez J. A., and Navarro L. (2004). Early events in Agrobacterium‐mediated genetic transformation of citrus explants. Annals of Botany, 94: 67-74.
Rai G. K., Rai N. P., Kumar S., Yadav A., Rathaur S., and Singh M. (2012). Effects of explant age, germination medium, pre-culture parameters, inoculation medium, pH, washing medium, and selection regime on Agrobacterium-mediated transformation of tomato. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 48: 565-578.
Santarem E., Trick H., Essig J., and Finer J. (1998). Sonication-assisted Agrobacterium-mediated transformation of soybean immature cotyledons: optimization of transient expression. Plant Cell Reports, 17: 752-759.
Subramanyam K., Subramanyam K., Sailaja K.V., Srinivasulu M., and Lakshmidevi K. (2011). Highly efficient Agrobacterium-mediated transformation of banana cv. Rasthali (AAB) via sonication and vacuum infiltration. Plant Cell Reports, 30: 425-436.
Supartana P., Shimizu T., Nogawa M., Shioiri H., Nakajima T., Haramoto N., Nozue M., and Kojima M. (2006).      Development of simple and efficient in Planta transformation method for wheat (Triticum aestivum L.) using Agrobacterium tumefaciens. Journal of Bioscience and Bioengineering, 102: 162-170.
Tang W., Sederoff R., and Whetten R. (2001). Regeneration of transgenic loblolly pine (Pinus taeda L.) from zygotic embryos transformed with Agrobacterium tumefaciens. Planta, 213: 981-989.
Trick H. N., and Finer J. J. (1997). SAAT: sonication-assisted Agrobacterium-mediated transformation. Transgenic Research, 6: 329-336.
Tripathi R., Bisht H., and Singh R. (2010). Effect of aceto- syringone and callus age on transformation for scutellum-      derived callus of rice. International Journal of Pharma and Biology Sciences, 4: 163-170.
Tsukazaki H., Kuginuki Y., Aida R., and Suzuki T. (2002). Agrobacterium-mediated transformation of a doubled haploid line of cabbage. Plant Cell Reports, 21: 257-262.
Wu Y. F., Chen Y., Liang X. M., and Wang X. Z. (2006). An experimental assessment of the factors influencing Agrobacterium-mediated transformation in tomato. Russian Journal of Plant Physiology, 53: 252-256.
Zaragozá C., Muñoz-Bertomeu J., and Arrillaga I. (2004). Regeneration of herbicide-tolerant black locust transgenic plants by SAAT. Plant Cell Reports, 22: 832-838.