基因工程浮萍制造技术

提供用于有效转化浮萍的方法和组合物。最好是所述方法包括通过或者弹道轰击或农杆菌进行的转化。以该方式，可以将任何目的基因或核酸引入浮萍植株并在其中表达。亦提供转化的浮萍植株、细胞、组织。亦公开了转化的浮萍植物组织培养物和由转化的浮萍植株生产重组蛋白和肽的方法。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于转化浮萍的方法和组合物，具体涉及利用弹道轰击和农杆菌的转化方法。
技术介绍
浮萍是单子叶植物浮萍科(Lemnaceae)仅有的成员。4个属和34个种均是小的、自由漂浮的淡水植物，其地理范围跨越整个地球。Landolt，Biosystematic Investigation on the Family of DuckweedsThefamily of Lemnaceae-A Monograph Study.Geobatanischen Institut ETH，Stiftung Rubel，Zurich(1986)。尽管是已知的形态最小的植物，但大多数浮萍物种具有大得多的植物的所有组织和器官，包括根、茎、花、种子和叶。已经广泛研究了浮萍物种，有大量文献详细说明它们的生态学、分类学、生活周期、代谢、病虫害易感性、生殖生物学、遗传结构和细胞生物学。Hillman，Bot.Review 27，221(1971)；Landolt，Biosystematic Investigation on the Family of DuckweedsThe family ofLemnaceae-A Monograph Sthdy.Geobatanischen Institut ETH，StiftungRubel，Zurich(1986)。浮萍的生长习性对于微生物培养方法是理想的。这种植物容易通过新叶的营养出芽而快速增殖，其肉眼可见的方式与酵母中的无性繁殖相似。浮萍通过从分生细胞营养出芽而增殖。所述分生组织区小，发现在叶的下表面上。分生组织细胞位于两个袋中，叶中脉每端各一个袋。这个小的中脉区也是根起源和产生茎的位点，它将每片叶连接至其母叶。分生组织袋受一个组织瓣的保护。交替从这些袋中出芽。倍增时间随物种而变，短至20-24小时。Landolt，Ber.Schweiz.Bot.Ges.67，271(1957)；Chang等，Bull.Inst.Chem.Acad.Sin.24，19(1977)；Datko和Mudd.，Plant Physiol.65，16(1980)；Venkataraman等，Z.Pflanzenphysiol.62，316(1970)。浮萍的密集培养导致每单位时间最高速率的生物量的积累(Landolt和Kandeler，The family of Lemnaceae-A Monographic Study.第2卷Phytochmistry，Physiology，Application，Bibliography，Veroffentlichungen des Geobatanischen Institutes ETH，Stiftung Rubel，Zurich(1986)，干重积累范围为鲜重的6-10％(Tillerg等，Physiol.Plant.46，5，(1979)；Landolt，Ber.Schweiz.Bot.Ges.67，271(1957)；Stomp，未发表的数据)。已经报道，在不同条件下生长的一些浮萍物种的蛋白含量范围为15-45％干重(Chang等，Bull.Inst.Chem.Acad.Sin.24，19(1977)；Chang和Chui，Z.Pflanzenphysiol.89，91(1978)；Porath等，Aquatic Botany 7，272(1979)；Appenroth等，Biochem.Physiol.Pflanz.177，251(1982))。采用这些数值，每升培养基的浮萍蛋白生产水萍与酵母基因表达系统的数量级相同。迄今为止，尚未对于特定浮萍品系的最大生长和最大蛋白含量进行培养基组分和培养条件的系统优化。浮萍的有性繁殖受培养基组分和培养条件的控制，包括光周期和培养密度。对于某些物种，花的诱导是常规实验方法。植物通常自花授粉，在实验室中，可以通过温和振荡培养物完成自交。通过该方法，已经法开发了Lemma gibba自交系。已经鉴定了自发突变(Slovin和Cohen，Plant Physiol.86，522(1988))，已经用化学诱变和γ射线诱变(采用EMS或NMU)，产生具有特定特征的突变体。L.gobba的远交是很慢的，但可以通过受控的人工授粉来进行。浮萍的基因组大小为0.25-1.63pg DNA/2C不等，染色体数范围为20-80条，在整个浮萍属平均约为40条(Landolt，Biosystematic Investigation on the Family ofDuckweedsThe family of Lemnaceae-A Monograph Study.Geobatanischen Institut ETH，Stiftung Rubel，Zurich(1986))。估计倍性水平范围为2-12(出处同上)。已经用次级产物-同工酶和DNA序列，研究了浮萍属内的遗传多样性。McClure和Alston，Nature 4916，311(1964)；McClure和Alston，Amer.J.Bot.53，849(1966)；Vasseur等，Pl.Syst.Evol.177，139(1991)；Crawford和Landolt，Syst.Bot.10，389(1993)。因此，上述特性使得浮萍成为开发有效的基于植物的基因表达系统的理想选择。专利技术概述本专利技术涉及用于有效转化浮萍的方法和组合物。所述方法涉及使用弹道轰击、农杆菌或电穿孔来稳定地将目的核苷酸序列引入转化的浮萍植株中并将其表达。以该方式，可以将任何目的基因或核酸引入浮萍植株中。也提供转化的浮萍细胞、组织、植株和种子。作为第一方面，本专利技术提供用目的核苷酸序列转化浮萍的方法，其中所述核苷酸序列包含至少一种含基因的的表达盒，所述基因提供对选择剂的抗性，所述方法包括以下步骤(a)提供浮萍组织靶，所述浮萍组织的细胞包括细胞壁；和(b)以足以刺入细胞壁的速度将所述核苷酸序列发射入浮萍组织靶，并在该组织的细胞中留存所述核苷酸序列，由此产生转化的组织，其中所述核苷酸序列由微弹携带；并且其中通过将所述微弹发射到该组织，将所述核苷酸序列发射到该组织。作为第二方面，本专利技术提供用目的核苷酸序列转化浮萍的方法，该方法包括以下步骤(a)将浮萍植物组织用农杆菌接种，所述农杆菌包含一个包含所述核苷酸序列的载体，其中所述核苷酸序列包含至少一个表达盒，该表达盒含有提供对选择剂抗性的基因；和(b)将该组织与该农杆菌共同培育，以产生转化的组织。作为第三方面，本专利技术提供通过电穿孔转化浮萍的方法。作为第四方面本专利技术通过上述方法提供转化的浮萍植株和转化的浮萍组织培养物。作为第五方面，本专利技术提供转化的浮萍植株和采用转化的浮萍植株生产重组蛋白或肽的方法。浮萍提供理想的基于植物的基因表达系统。浮萍基因表达系统提供可用于许多研究和商业应用的关键技术。对于植物分子生物学研究，总体上说，可以以酵母那样的实验室便利操作的分化的植物系统，提供分析所分离基因的发育和生理学作用的非常快速的系统。为此，植物分子生物学家使用诸如烟草和拟南芥属(Abrabidopsis)的模型植物。这些植物需要用于生长的温室或大田设备(对于植物分子生物学家通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
用异源目的核苷酸序列稳定转化浮萍细胞的方法，所述方法包括以下步骤：（ａ）提供浮萍组织靶，所述浮萍组织的细胞包括细胞壁；和（ｂ）以足以穿透细胞壁并将所述异源核苷酸序列沉积在所述组织的细胞内的速度，将所述异源目的核苷酸序列发射至所述浮萍组织靶，其中所述异源核苷酸序列由微弹携带；且其中通过将所述微弹发射至所述组织，而将所述核苷酸发射至所述组织；和（ｃ）产生稳定转化的浮萍组织。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AM斯托普，N拉汉达里，
申请(专利权)人：北卡罗莱纳州立大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]