SU1708849A1 - Method of plant genetic transformation - Google Patents

Method of plant genetic transformation Download PDF

Info

Publication number
SU1708849A1
SU1708849A1 SU894760883A SU4760883A SU1708849A1 SU 1708849 A1 SU1708849 A1 SU 1708849A1 SU 894760883 A SU894760883 A SU 894760883A SU 4760883 A SU4760883 A SU 4760883A SU 1708849 A1 SU1708849 A1 SU 1708849A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transformation
plants
pollen
selection
carried out
Prior art date
Application number
SU894760883A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Валентинович Чесноков
Виктор Константинович Бурилков
Наталья Александровна Виконская
Абрам Бенционович Король
Original Assignee
Институт экологической генетики АН МССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт экологической генетики АН МССР filed Critical Институт экологической генетики АН МССР
Priority to SU894760883A priority Critical patent/SU1708849A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1708849A1 publication Critical patent/SU1708849A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к генетике, биотехнологии и может быть использовано вселекции культивируемых растений. Цель изобретени  - увеличение эффективности трансформации. Способ заключаетс  в том, что определенные гены перенос т в геном растенм  посредством вектора на основе Ti-плазмиды. содержащей маркерный ген (устойчивость к антибиотику), причем опыление провод т после нанесени  плаз- мидной ДНК в растворе сахарозы, борной кислоты и Са(ЫОз)2, а отбор трансформантов провод т на еелективных средах, в частности среде Кнопа. содержащей канамицин. Способ позвол ет быстро и эффективно получать и отбирать трансформанты. Частота трансформации составл ет 0.6-1.45%.The invention relates to genetics, biotechnology and can be used in the cultivation of all cultivated plants. The purpose of the invention is to increase the efficiency of transformation. The method consists in the fact that certain genes are transferred to the plant genome by means of a Ti plasmid based vector. containing a marker gene (antibiotic resistance), the pollination being carried out after the application of plasmid DNA in a solution of sucrose, boric acid and Ca (NO) 2, and the selection of transformants is carried out on selective media, in particular the Knop environment. containing kanamycin. The method allows for the quick and efficient generation and selection of transformants. The frequency of transformation is 0.6-1.45%.

Description

Изобретение относитс  к генетике, биотехнологии и может быть использовано в селекции культивируемых растений.The invention relates to genetics, biotechnology and can be used in the selection of cultivated plants.

Известен способ генетической трансформации растений, включающий проведение Ь4икроинъекции чухсеродной ДНК в протопласты растений.There is a known method of genetic transformation of plants, which includes carrying out a L4 microinjection of whole DNA into plant protoplasts.

Известен также способ, согласно которому экзогенную ДНК ввод т в протопласты растений методом электропорации.There is also known a method according to which exogenous DNA is introduced into plant protoplasts by the method of electroporation.

Однако указанные способы мало пригодны дл  многих однодольных растений, в частности злаковых. Применение данных способов затруднено тем. что дл  злаковых обычно сложно получить растение из протопластой .However, these methods are not very suitable for many monocotyledonous plants, in particular, cereals. The application of these methods is difficult. that for cereals it is usually difficult to get a plant from protoplasts.

Известен также способ генетической трансформации, предусматривающий vicпользование бактерий AgrobacteriumThere is also known a method of genetic transformation involving the use of Agrobacterium bacteria.

tumefaclens дл  переноса генов с помощью векторов, основанных на Т1-плазмиде.tumefaclens for gene transfer using vectors based on the T1 plasmid.

Такой способ практически неприемлем дл  однодольных растений, поскольку A.tumefaciens не обладает вирулентностью по отношению к ним.This method is practically unacceptable for monocotyledonous plants, since A. tumefaciens does not have virulence to them.

Известен способ генетической трансФормации растений, например табака, заключающийс  в том. что пыльцу проращивают на среде, содержащей экзогенную ДНК ввиде Т1-плазмиды. Проросшую пыльцу нанос т на рыльце пестика. Затем клетки ткани анализируют на нопалинсинтетазную активность, на основе чего суд т о генетической трансформации.There is a method of genetic transformation of plants, for example, tobacco, which consists in that. that the pollen is germinated on medium containing exogenous DNA in the form of a T1 plasmid. Sprouted pollen is applied to the stigma of the pistil. Tissue cells are then analyzed for nopaline synthetase activity, on the basis of which a genetic transformation is judged.

Известен также способ генетической трансформации растений, согласно которому рыльца растений инкубируют в присутствии ДНК плазмиды. содержащей ген устойчивости к антибиотикам, в частности кThere is also known a method of genetic transformation of plants, according to which the stigmas of plants are incubated in the presence of plasmid DNA. containing antibiotic resistance gene, in particular to

канамицииу. Методом электропорации ввод т плазмидную ДНК в пыльцевые зерна растений, затем растение опыл ют и селекцию трансформантов в полученном потомстве провод т по устойчивости к канамицину.kanamitiyu. Plasmid DNA was introduced into the pollen grains of plants using an electroporation method, then the plant was pollinated and the selection of transformants in the resulting progeny was performed for kanamycin resistance.

Однако известные способы неприемлемы дл  растений, у которых жизнеспособность пыльцы в значительной степени зависит от времени хранени , например кукурузы и других злаковых.However, the known methods are unacceptable for plants in which the viability of pollen largely depends on the storage time, for example, maize and other cereals.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ, заключающийс  в том, что с растений кукурузы собирают пыльцу, готов т пасту из смеси: пыльца, раствор.сахарозы , экзогенна  ДНК, Экзогенную ДНК выдел ют из линий кукурузы, содержащих в себе маркерные гены окраски эпидермиса сем н. Приготовленную смесь нанос т на рыльца пестиков растений. Частоту трансформации оценивают по частоте по влени  на початках окрашенных зерен.The closest to the proposed method is that pollen is collected from maize plants, a paste is prepared from a mixture: pollen, solution sucrose, exogenous DNA, exogenous DNA is isolated from maize lines containing the marker genes of epidermis staining n The prepared mixture is applied to the stigmas of the plant pistils. The frequency of transformation is estimated by the frequency of occurrence of colored grains on the cobs.

Недостатки этого способа заключаютс  в том чтоThe disadvantages of this method are that

трансформаци  носит невекторный характер;transformation is non-vectorial;

отсутствует легко селектируемый мар-. керн уй ген, наличие которого позволило бы быстро и эффективно отобрать трансформанты;no easily selectable mar-. Kern ui gene, the presence of which would quickly and efficiently select transformants;

отсутствует возможность получени  достаточного количества сем н, необходимых дл  анализа, ввиду их слабой зав зываемости .there is no possibility of obtaining a sufficient number of seeds necessary for analysis, due to their weak entrainment.

Цель изобретени  - увеличение эффективности трансформации.The purpose of the invention is to increase the efficiency of transformation.

Способ включает обработку рыльца пестика растений смесью пыльцы и экзогенной ДНК в растворе сахарозы, использование вектора на основе Т -плазмид, например, серии PGV, содержащих маркерный ген устойчивости к антибиотикам, npvi этом плазмиду смешивают с раствором сахарозы , борной кислотой и Са(МОз)2, причем смесь сразу же нанос т на рыльце пестика и немедленно производ т опыление, а отбор трансформированных растений провод т путем проращивани  на среде Кнопа, г/л: Са(ЫОз)2 0,S; КН2Р04 0,2; MgO-i х 7Н20 0,2; KNOa 0,2; FeP04 0,1, содержащей канамицин в концентрации 250-400 мкг/мл.The method involves treating the pistil stigma with a mixture of pollen and exogenous DNA in a sucrose solution, using a T-plasmid vector, for example, the PGV series, containing the antibiotic resistance marker gene, npvi, this plasmid is mixed with sucrose solution, boric acid and Ca (MOH) 2, the mixture being immediately applied to the stigma of the pistil and immediately pollinated, and the selection of transformed plants was carried out by germination on a Knop medium, g / l: Ca (Li) 2 0, S; KH2P04 0.2; MgO-i x 7H20 0.2; KNOa 0.2; FeP04 0.1, containing kanamycin at a concentration of 250-400 μg / ml.

Готов т смеси следующего состава: 0,40 ,5 М сахарозы; 0,017-0,020% борной кислоты; 0,038-0,042% Ca(N03)2; РН 5,5-6,8; 40-100 мкг/мл плазмидной ДНК (например, PGV1501), содержащей ген устойчивости к канамицину.Mixtures of the following composition are prepared: 0.40, 5 M sucrose; 0,017-0,020% boric acid; 0.038-0.042% Ca (N03) 2; PH 5.5-6.8; 40-100 μg / ml plasmid DNA (for example, PGV1501) containing the kanamycin resistance gene.

П р им 6 р 1. В смесь, включающую 0,4 М сахарозы, 0,018% борной кислоты, 0,04% Са(МОз)2, (рН 5,5-5,8), непосредственно перед нанесением на рыльце пестиков ввод т плазмидную ДНК (PGV 1501), содержащую ген устойчивости к канамицину, в количестве 70 мкг/мл. На каждый початок кукурузыIt is 6 p 1. In a mixture of 0.4 M sucrose, 0.018% boric acid, 0.04% Ca (MO3) 2, (pH 5.5-5.8), immediately before applying to the stigma of the pestles, enter t plasmid DNA (PGV 1501) containing the kanamycin resistance gene in an amount of 70 μg / ml. On every ear of corn

линии Rfs (предварительно изолированный) сразу же нанос т 200 мкл смеси, после чего немедленно опыл ют его же пыльцой. После созревани  семена проращивают на среде Кнопа. Затем 1-2-дневные проростки перенос т на среду Кнопа, содержащую канамицин в концентрации 400 мкг/мл. Через 10-14 сут. растени , прошедшие отбор на этой среде, перенос т з грунт в услови х климокамеры (20 люкс - 16 ч, температураRfs lines (previously isolated) were immediately applied with 200 µl of the mixture, and then immediately pollinated with its own pollen. After ripening, seeds are germinated in a Knop medium. 1-2-day old seedlings are then transferred to Knop medium containing kanamycin at a concentration of 400 µg / ml. After 10-14 days. the plants that have been selected on this medium are transferred from the soil under the conditions of an air-conditioner (20 lux - 16 h, temperature

днем 28 ±1°С, ночи19 ± 1°С) и доращивают дл  пересадки в открытый грунт.the day is 28 ± 1 ° C, nights 19 ± 1 ° C) and grow for transplantation into open ground.

Часть растений на стадии проростков анализируют методом блотгибридизации по Саузерну дл  доказательства интеграции вSome of the plants at the seedling stage are analyzed by Southern blot hybridization to prove integration into

геном растени  интересующего гена.plant genome of the gene of interest.

Частота трансформантов, полученных при использовании предлагаемого способа, составл ет около 0,6%.The frequency of transformants obtained using the proposed method is about 0.6%.

Пример 2. В смесь, содержащую 0,45Example 2. In a mixture containing 0.45

М сахарозы, 0,017% борной кислоты, 0,038% Ca(N03)2, рН 5,5-5,8, внос т плазмидную ДНК, содержащую ген устойчивости к канамицину. Смесь нанос т на рыльце пестика томата и немедленно опыл ют. Созревшие семена проращивают на среде Кнопа с канамицином (100 мкг/мл). При использовании сорта томата Факел частота трансформации составл ет 1,45%.M sucrose, 0.017% boric acid, 0.038% Ca (NO3) 2, pH 5.5-5.8, are plasmid DNA containing the kanamycin resistance gene. The mixture is applied to the stigma of the tomato pistil and immediately pollinated. Ripe seeds are germinated in a Knop medium with kanamycin (100 μg / ml). When using a tomato variety Torch, the transformation frequency is 1.45%.

В прототипе на один ген частотаIn the prototype for one gene frequency

трансформации составл ет около 0,3%, т.е. получен,ча  в результате использовани  предлагаемого способа частота трансформации в 2 раза превосходит полученную в известном способе. Анализ трансформанто .в методом блот гибридизации по Сауэерну показал, что ген устойчивости к канамицину встроилс  в растительный геном ,transformation is about 0.3%, i.e. obtained, as a result of using the proposed method, the frequency of transformation is 2 times higher than that obtained in the known method. Analysis of transformanto. By the Sauern blot hybridization method showed that the kanamycin resistance gene was inserted into the plant genome,

Таким образом, оценка следующих поколений предполагаемых трансформантов отбором на селективных средах и методом блот-гибридизацми показывает эффективность данного метода трансформации.Thus, the evaluation of the next generations of putative transformants by selection on selective media and by blot hybridization method shows the effectiveness of this transformation method.

Способ позвол ет быстро и эффективно получать и отбирать трансформанты. Способ позвол ет также сократить врем  между сбором пыльцы, приготовлением смеси и опылением растений, что не вызывает ощутимого воздействи  физических факторов и нуклеаз на ДНК, пыльцу и пыльцевые трубки (механические разрывы, деградаци  и др.). Способ может быть использован дл  целенаправленной трансформации генома растений.The method allows for the quick and efficient generation and selection of transformants. The method also makes it possible to reduce the time between the collection of pollen, the preparation of the mixture and the pollination of plants, which does not cause a noticeable effect of physical factors and nucleases on DNA, pollen and pollen tubes (mechanical ruptures, degradation, etc.). The method can be used for the targeted transformation of the plant genome.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ генетической трансформации растений, включающий смешивание экзогенной ДНК с пыльцой растени , нанесение полученной смеси на рыльце пестика в растворе сахарозы, отбор трансгенных растений , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  эффективности трансформации , в качестве экзогенной ДНК используютA method of genetic transformation of plants, including mixing exogenous DNA with plant pollen, applying the mixture to the pistil stigma in sucrose solution, selecting transgenic plants, characterized in that, in order to increase the efficiency of transformation, вектор на основе Т1-плазмиды, несущей устойчивость к антибиотикам и встроенный ген. смешиваниес пыльцой провод т в растзоре 0,4-0,5 М сахарозы, 0,017-0,020% борной кислоты, 0,038-0,042% Са(МОз)2, рН 5,5-5,8, после нанесени  на рыльце пестика немедленно провод т опыление,а отбор трансгенных растений провод т путем проращивани  на среде Кнопа, содержащей канамицин в концентрации 250-400 мкг/м .a vector based on a T1 plasmid carrying antibiotic resistance and an inserted gene. Pollen blending is carried out in a strain of 0.4-0.5 M sucrose, 0.017-0.020% boric acid, 0.038-0.042% Ca (MO3) 2, pH 5.5-5.8, after applying to the stigma of the pistil, immediately pollination, and the selection of transgenic plants is carried out by germination on a Knot medium containing kanamycin in a concentration of 250-400 µg / m. 00
SU894760883A 1989-10-12 1989-10-12 Method of plant genetic transformation SU1708849A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894760883A SU1708849A1 (en) 1989-10-12 1989-10-12 Method of plant genetic transformation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894760883A SU1708849A1 (en) 1989-10-12 1989-10-12 Method of plant genetic transformation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1708849A1 true SU1708849A1 (en) 1992-01-30

Family

ID=21480472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894760883A SU1708849A1 (en) 1989-10-12 1989-10-12 Method of plant genetic transformation

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1708849A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5929300A (en) * 1997-07-15 1999-07-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Pollen-based transformation system using solid media
US6806399B1 (en) 2000-04-19 2004-10-19 Carmel-Haifa University Economic Corporation Ltd. Pollen-mediated method for transformation of maize, tomato or melon

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Appl. Microblo! Biotechnol. 1985. v.21. p.336.Biotechnology and Ecology of Pollen, 1986, p.p. 59-76.Procid. Nat. Acad Scl. 1986, v.83, p.715- 720. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5929300A (en) * 1997-07-15 1999-07-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Pollen-based transformation system using solid media
US6806399B1 (en) 2000-04-19 2004-10-19 Carmel-Haifa University Economic Corporation Ltd. Pollen-mediated method for transformation of maize, tomato or melon

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gordon-Kamm et al. Transformation of maize cells and regeneration of fertile transgenic plants.
US11421241B2 (en) Method for conducting site-specific modification on entire plant via gene transient expression
Casas et al. Transgenic sorghum plants via microprojectile bombardment.
RU2114911C1 (en) Method of maize transgenic plant preparing
Polowick et al. Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of chickpea (Cicer arietinum L.): gene integration, expression and inheritance
AU2002256227B2 (en) Methods of transforming plants
EP0275069A2 (en) Pollen-mediated gene transformation in plants
US5049500A (en) Pollen-mediated gene transformation in plants
AU2005217648A1 (en) Plants modified with mini-chromosomes
HU215777B (en) Stabile transformation of maize cells by electroporation
Lännenpää et al. Prevention of flower development in birch and other plants using a BpFULL1:: BARNASE construct
AU2002256227A1 (en) Methods of transforming plants
AU2017271409A1 (en) Compositions, kits and methods for weed control
Bibi et al. An efficient and highly reproducible approach for the selection of upland transgenic cotton produced by pollen tube pathway method
Chupeau et al. Recovery of transgenic trees after electroporation of poplar protoplasts
ES2750530T3 (en) Means and procedures to produce yield in plants
CN107302915B (en) Crop weed control method
CN106834345B (en) Method for improving comprehensive stress resistance of rape by multi-gene superposition cotransformation
SU1708849A1 (en) Method of plant genetic transformation
Li et al. Soybean transformation via the pollen tube pathway
Okeyo-Ikawa et al. In planta seed transformation of Kenyan cowpeas (Vigna unguiculata) with P5CS gene via Agrobacterium tumefaciens.
Zeldin et al. Tolerance to the herbicide glufosinate in transgenic cranberry (Vaccinium macrocarpon Ait.) and enhancement of tolerance in progeny
CN102181436B (en) Botanic vegetative growth maintenance gene system and establishment of vegetative growth maintenance plant and method for utilizing infinite growth capacity of seed plants
Daud et al. Genetic transformation of bar gene and its inheritance and segregation behavior in the resultant transgenic cotton germplasm (BR001)
DE10015458A1 (en) Preparing transgenic monocotyledonous plants for producing cereals, comprises timing the stages for optimal proliferative and regenerative capacity without use of marker DNA