熒光蛋白激發光源用於棉花功能基因篩選

作者：美國路陽上海公司時間：2026-04-09 00:11:20瀏覽1742 次

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2022年初，河南大學在《Front Plant Sci.》期刊發表文獻《Optimizing the Protein Fluorescence Reporting System for Somatic Embryogenesis Regeneration Screening and Visual Labeling of Functional Genes in Cotton》，文獻中指出利用LUYOR-3415熒光蛋白激發光源能夠棉花基因的篩選。該研究證實，LUYOR-3415RG便攜式熒光蛋白激發光源能夠觀察GFP、eGFP、dsred、Mcherry、Tdtomato等綠色熒光蛋白和紅色熒光蛋白的表達。

河南大學研究人員將LUYOR-3415RG熒光蛋白激發光源用於棉花功能基因篩選和視覺標記

蛋dan白bai質zhi熒ying光guang報bao告gao係xi統tong對dui於yu深shen入ru的de生sheng命ming科ke學xue研yan究jiu至zhi關guan重zhong要yao，為wei體ti內nei微wei觀guan生sheng物wu活huo性xing的de可ke視shi化hua提ti供gong了le係xi統tong的de標biao記ji工gong具ju，並bing徹che底di改gai變bian了le基ji礎chu研yan究jiu。棉mian花hua體ti細xi胞bao再zai生sheng效xiao率lv低di，造zao成cheng棉mian花hua轉zhuan化hua困kun難nan。有you利li於yu利li用yong熒ying光guang報bao告gao係xi統tong篩shai選xuan轉zhuan基ji因yin體ti細xi胞bao胚pei胎tai。　　

然而，目前棉花中可用的熒光標記係統有限。為了優化棉花的熒光報告係統，擴大可用熒光蛋白的範圍，河南大學棉花實驗室選擇了11種熒光蛋白，涵蓋紅色、綠色、黃色和青色熒光顏色，並用棉花表達。除mRuby2和G3GFP外，其他9種熒光蛋白(mCherry，tdTomato，sfGFP，Clover，EYFP，YPet，mVenus，mCerulean和ECFP)在轉基因愈傷組織和胚胎中穩定而強烈地表達，並在來自不同的棉花器官中遺傳自篩選的胚胎。　　

此外，表達tdTomato的轉基因棉花在白光下呈粉紅色，不僅對愈傷組織、胚pei胎tai組zu織zhi，而er且qie對dui成cheng熟shu植zhi物wu的de各ge種zhong器qi官guan也ye呈cheng粉fen紅hong色se，為wei棉mian花hua遺yi傳chuan轉zhuan化hua過guo程cheng提ti供gong了le視shi覺jiao標biao記ji，加jia速su了le轉zhuan基ji因yin事shi件jian的de評ping價jia。河he南nan大da學xue棉mian花hua實shi驗yan室shi在zai體ti內nei構gou建jian了le表biao達damCherry標記的轉基因棉花細胞器標記物，覆蓋了七個特定的亞細胞區室：質zhi膜mo，內nei質zhi網wang，土tu著zhe體ti，線xian粒li體ti，質zhi體ti，高gao爾er基ji體ti和he過guo氧yang化hua物wu酶mei體ti。河he南nan大da學xue棉mian花hua實shi驗yan室shi還hai提ti供gong了le一yi種zhong簡jian單dan而er的de策ce略lve，使shi用yong細xi胞bao器qi標biao記ji物wu快kuai速su確que定ding棉mian細xi胞bao中zhong未wei表biao征zheng蛋dan白bai質zhi的de亞ya細xi胞bao定ding位wei。　　

然後，河南大學棉花實驗室建立了個使用氣孔特異性表達啟動子(ProKST1，ProGbSLSP和ProGC1)的(de)棉(mian)花(hua)氣(qi)孔(kong)熒(ying)光(guang)報(bao)告(gao)係(xi)統(tong)來(lai)驅(qu)動(dong)三(san)葉(ye)草(cao)表(biao)達(da)。本(ben)研(yan)究(jiu)中(zhong)用(yong)於(yu)轉(zhuan)基(ji)因(yin)體(ti)細(xi)胞(bao)胚(pei)胎(tai)篩(shai)選(xuan)和(he)功(gong)能(neng)基(ji)因(yin)標(biao)記(ji)的(de)優(you)化(hua)熒(ying)光(guang)標(biao)記(ji)係(xi)統(tong)為(wei)加(jia)速(su)體(ti)細(xi)胞(bao)再(zai)生(sheng)效(xiao)率(lv)和(he)體(ti)內(nei)監(jian)測(ce)棉(mian)花(hua)中(zhong)各(ge)種(zhong)細(xi)胞(bao)過(guo)程(cheng)提(ti)供(gong)了(le)潛(qian)力(li)。　　

用變焦立體顯微鏡觀察轉基因棉花或煙草表皮細胞的胚胎愈傷組織，雄蕊，雌蕊，葉和種子組織中的熒光(奧林巴斯，東京，日本)。用共聚焦電子顯微鏡觀察轉基因棉花原生質體，氣孔細胞，纖維，葉表皮細胞和根部樣品中的熒光(尼康，東京，日本)。大於 2 厘米的轉基因樣品2使用LUYOR-3415RG手持熒光燈(中國上海LUYOR)進行觀察，並使用EOS 800D相機(佳能，中國北京)拍攝圖像，並帶有LUV-495A和LUV-590A熒光拍照濾鏡(LUYOR)，用於綠色和紅色熒光觀察。使用濾光片。　　

該研究證實，LUYOR-3415RG便攜式熒光蛋白激發光源能夠觀察GFP、eGFP、dsred、Mcherry、Tdtomato等綠色熒光蛋白和紅色熒光蛋白的表達。

FIGURE 1 Stable expression of red and green fluorescent proteins (RFPs and GFPs, respectively) in cotton callus and embryo tissues. The protoplast of transgenic callus expression empty vector, RFP (A) and GFP (B) under white light (bright) and excitation light (fluorescence); scale bar, 20 μm. The transgenic embryo expression empty vector, RFP (C), and GFP (D) under white light (bright) and excitation light (fluorescence); scale bar, 1 mm. RFPs: mRuby2, mCherry and tdTomato; GFPs: G3GFP, sfGFP and Clover.

FIGURE 2 Red fluorescent protein (RFP) fluorescence in different tissues/organs of transgenic regenerated T0 plants. (A) Transgenic cotton plants expressing RFP during vegetative growth showed red fluorescence in their whole aerial portions under excitation spectra; scale bar, 2 cm. (B–E) The root (scale bar, 100 μm), fiber (scale bar, 50 μm), stamen/pistil (scale bar, 2 mm), and seed (scale bar, 1 mm) of transgenic regenerated cotton plants expressing empty vector and RFP under white light (bright) and excitation light (fluorescence).

FIGURE 3 Green fluorescent protein (GFP) fluorescence in different tissues/organs of transgenic regenerated T0 plants. (A) Observation of green fluorescence under excitation spectra in aerial parts of transgenic cotton plants during vegetative growth stage; scale bar, 2 cm. (B–E) The root, fiber, stamen/pistil, and seed tissues of transgenic regenerated cotton plants under white light (bright) and excitation light (fluorescence). Scale bars (white) are defined in images. (F) Measurement of GFP in young and old leaf of transgenic cotton expressing Clover by western blot.

文獻全文下載地址：https://doi.org/10.3389/fpls.2021.825212

河南大學棉花生物學重點實驗室

棉花生物學重點實驗室於2011年10月批準成立，依托單位為河南大學和中國農業科學院棉花研究所。2014年1月通過建設期驗收。2017年6月通過科技部輪五年評估，評估結果為“良好”。現有固定人員30人，包括傑青1人，百千萬人才工程入選者3人、國務院特殊津貼獲得者3人，中科院百人計劃專家1人，中原學者1人，中原-基礎研究領軍人才1人，河南省專家3人，河南大學“傑出人才特區支持計劃”及攀登計劃等校級特聘教授12人。在研自然科學基金重點項目、重點研發計劃等科研27項，科研經費3264.4萬元。 2019年發表SCI論文51篇，申請專利4項。

shiyanshizhuyaoweiraomianhuashengwuxuezhongdakexuewentikaizhanjichuheyingyongjichuyanjiugongzuo，weimianhuajichuchuangxintigongyuandongli，weimianhuazhongdaqianyanwentidejiejuetigongzhicheng，weimianhuagaocengcikeyanrencaipeiyanghejiaoliutigongpingtai。zhuyaoyanjiufangxiangbaokuo：一、棉花基因組學及遺傳多樣性研究；二、棉花品質生物學及功能基因研究；三、棉花產量生物學及遺傳改良研究；四、棉花逆境生物學及環境調控研究。

實驗室擁有“作物光高效利用及耐逆多基因聚合分子設計育種”河南省科技創新團隊，“農業昆蟲與害蟲防治”和“水分脅迫與植物次生代謝調控”兩個河南省高校科技創新團隊。

擁有引智平台1個（作物逆境生物學創新引智基地，“111計劃”）、省級引智平台1個（河南省植物逆境多組學創新引智基地）和省級聯合實驗室1個（河南省作物逆境多組學聯合實驗室）和“河南大學-亞伯大學多組學創新基地“，兼職工作的外籍專家包括美國科學院院士Alexander S. Raikhel教授等20餘位學術大師和學術骨幹。