一种获得转基因或基因编辑植物体的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用非组织培养的方式获得转基因植物的方法，所述方法包括使用携带有载体的发根农杆菌侵染植物任意部位，培养被侵染的植物组织至生根，筛选转基因或基因编辑的根可以进行繁殖，优选的，所述植物是甘薯。所述植物是甘薯。所述植物是甘薯。

【技术实现步骤摘要】
一种获得转基因或基因编辑植物体的方法


[0001]本专利技术属于作物遗传育种、生物技术、植物基因工程领域，具体涉及一种利用非组织培养的方式获得转基因植物的方法。

技术介绍

[0002]甘薯是重要的粮食和经济作物，有较高的产量以及抗逆性，具有很好的遗传改良基础。然而，由于甘薯的雄性不育性高，自交或种间杂交不亲和，传统杂交存在困难。同时，甘薯是一种同源六倍体(2n＝6x＝96)作物，杂交后代分离性强，通过种子繁殖的后代优良性状难以保持。因此，通过基因工程育种技术对甘薯进行遗传改良是必然选着，然而在分子改良的过程中，遗传工具的递送是重要的一步，通常包括农杆菌介导的遗传转化或基因枪轰击递送遗传物质。然而无论采用哪种方式，都需要植物组织培养的过程使植物再生，获得能够稳定遗传的优良性状。
[0003]在甘薯遗传转化体系中，通常需要诱导胚性愈伤组织作为转化受体，通过农杆菌浸染愈伤、筛选、再生等一系列组织培养过程后获得稳定遗传的转化植株。然而这些方法的应用常限于那些具有适合培养和再生特性的品种，具有较强的基因型依赖性，许多优秀的商业品种缺乏愈伤诱导以及再生的特性，因此转化较为困难。因此，通过非组织培养的方式或原位转化的方式对植物进行遗传转化以及编辑工具的递送能够克服品种依赖性，再生困难等障碍，提高品种改良效率。
[0004]本专利技术利用携带外源DNA的发根农杆菌浸染甘薯茎段，可以直接诱导其产生携带外源DNA或基因编辑的毛状根，将带有毛状根的茎段种到基质中或水培等培养后，携带外援DNA或基因编辑后的毛状根可以膨大发育成地瓜，将地瓜播种后长芽可以获得完整的转基因或基因编辑地瓜株系，本专利技术可以高效的将外源遗传物质或基因编辑工具递送进甘薯细胞，并获得能够稳定遗传的转基因或基因编辑甘薯，为甘薯的基因工程育种开辟了新的方式，也为其他作物的遗传转化或外援DNA的递送方式提供了新的思路。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种利用非组织培养的方式获得转基因植物和/或基因编辑植物的方法。
[0006]方法
[0007]本专利技术提供了一种利用非组织培养的方式获得转基因甘薯或基因编辑的甘薯的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
[0008](1)使用携带目的基因的发根农杆菌侵染甘薯的任意部位；
[0009](2)将步骤(1)得到的被侵染的甘薯的任意部位培养至产生携带目的基因的毛状根；
[0010](3)将步骤(2)所述带有毛状根的甘薯的任意部位在基质中培养至所述携带目的基因的毛状根膨大发育成转基因甘薯或基因编辑的甘薯。
[0011]任选的，上述方法还包括将步骤(3)得到的转基因甘薯或基因编辑的甘薯繁殖成转基因甘薯植株或基因编辑的甘薯植株的步骤。
[0012]所述步骤(3)的在基质中培养为将毛状根栽入或埋入基质中进行培养
[0013]在一个实施方式中，所述方法在步骤(2)还包括筛选并去除不携带目的基因的毛状根的步骤。在一种实施方式中，所述筛选可以是依赖视觉的检测；例如，在转目的基因的同时转入荧光蛋白，不携带目的基因的毛状根不会产生荧光。在其他的实施方式中，所述筛选还可以是核酸检测的方法，检测根或植株的核酸中是否还有载体上的核酸序列。在其他的实施方式中，所述筛选可以是依赖免疫反应进行的检测，如利用western检测载体上蛋白的表达量；在其他的实施方式中，所述筛选可以是利用亚磷酸脱氢酶基因为筛选标记、亚磷酸盐为筛选剂的筛选方法，此方法在中国申请CN111979348A中有所记载。在一种实施方式中，所述发根农杆菌包括K599菌株、MSU440菌株、C58C1菌株、Ar A4菌株、Ar.Qual菌株、Ar1193菌株，优选的所述发根农杆菌为K599菌株。
[0014]在一种实施方式中，所述目的基因通过载体导入发根农杆菌；所述载体包括基因表达载体或基因编辑载体；优选的，所述基因表达载体上含有目标基因的片段；所述基因编辑载体上含有基因编辑元件及靶向目标基因的gRNA；优选的，所述基因编辑载体上还含有表达调控元件；所述基因编辑元件包括Cas效应蛋白，优选的，所述基因编辑元件还包括ABE或CBE。
[0015]在一种实施方式中，所述甘薯还可以替换为其他用根进行繁殖的植物，优选的，所述用根进行繁殖的植物包括薯类、木本植物、参类或球根类植物；优选的，所述植物为甘薯、木薯、山药、党参、人参、丹参、果树、杨树、柳树、月季、圣诞红、竹蕉、菊花、马齿牡丹、松叶牡丹、黛粉叶、彩叶草、黄金葛、粗肋草、变叶木、蔷薇、茶花、杜鹃、天竺葵、龙吐珠、非洲凤仙花、日日春、大丽花、肾蕨。
[0016]在一种实施方式中，所述生成携带目的基因的毛状根为所述甘薯外植体被发根农杆菌侵染后产生毛状根。毛状根膨大发育为转基因的甘薯或基因编辑的甘薯，优选的，栽种所述转基因的甘薯或基因编辑的甘薯可以获得转基因甘薯植株或基因编辑的甘薯植株。
[0017]在一种实施方式中，所述甘薯的任意部位包括茎、叶，所述茎包括茎尖、茎段，所述叶包括叶盘、叶柄；优选的，所述甘薯的任意部位为茎段，更优选，带叶的茎段。
[0018]在一种实施方式中，所述基质包括适于植物栽培的固体基质或液体基质，优选的，所述基质包括蛭石、草炭、珍珠岩、岩棉、沙、聚氨酯、泥炭、稻壳炭、树皮等常见的固体基质，更优选的所述基质包括蛭石。在其他的实施方式中，所述固体基质还可以为土壤。
[0019]在一种实施方式中，所述筛选可以是对根进行的筛选，也可以是对根成长成的植株进行筛选。
[0020]应用
[0021]另一方面，本专利技术还提供了所述的方法制备得到的转基因植物或基因编辑植物作为生物反应器的应用；优选的，所述生物反应器可以制备的是蛋白质、脂类、糖类；优选的，抗菌肽，HIV中和抗体，PD
‑
1抗体，PD
‑
L1抗体，流感病毒疫苗，新冠病毒疫苗，异黄酮，大麻素等。一般定义：
[0022]除非另有定义，否则本文所用的技术和科学术语具有与所属领域的普通技术人员之一通常理解的相同的含义。
[0023]术语“载体”是包含允许载体整合入宿主细胞基因组或在细胞内不依赖于基因组而自主复制的元件。该载体可能包含保证自我复制的任何元件。其通常携带不是细胞中心代谢的一部分的基因，并且通常是双链DNA的形式。载体的选择通常取决于载体与该载体待引入之宿主细胞的相容性。如果使用载体，则载体的选择取决于本领域技术人员众所周知的用于转化宿主细胞的方法。例如，可以使用质粒载体。术语“调控元件”又称“调节元件”，如本文中所使用的，旨在包括启动子、终止子序列、前导序列、多聚腺苷酸化序列、信号肽编码区、标记基因、增强子、核定位信号、内部核糖体进入位点(IRES)、和其他表达控制元件(例如转录终止信号，如多聚腺苷酸化信号和多聚U序列)，其详细描述可参考戈德尔(Goeddel)，《基因表达技术：酶学方法》(GENE EXPRESSION TECHNOLOGY:METHODS IN ENZYMOLOGY)185，学术出版社(Acade本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用非组织培养的方式获得转基因甘薯或基因编辑的甘薯的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)使用携带目的基因的发根农杆菌侵染甘薯的任意部位；(2)将步骤(1)得到的被侵染的甘薯的任意部位培养至产生携带目的基因的毛状根；(3)将步骤(2)所述带有毛状根的甘薯的任意部位在基质中培养至所述携带目的基因的毛状根膨大发育成转基因甘薯或基因编辑的甘薯，所述在基质中培养为将毛状根栽入或埋入基质中进行培养。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将步骤(3)得到的转基因甘薯或基因编辑的甘薯繁殖成转基因甘薯植株或基因编辑的甘薯植株的步骤。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括筛选并去除不携带目的基因的毛状根的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发根农杆菌选自K599菌株、MSU440菌株、C58C1菌株、Ar A4菌株、Ar.Qual菌株、Ar1193菌株；优选地，所述发根农杆菌是K599菌株。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目的基因通过载体导入发根农杆菌。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢洪涛，马平，
申请(专利权)人：山东舜丰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：