普通小麦幼苗叶肉细胞原生质体分离方法的优化

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.04.008

生物技术通报 ›› 2016, Vol. 32 ›› Issue (4): 68-73.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.04.008

普通小麦幼苗叶肉细胞原生质体分离方法的优化

席海秀,艾可筠,佟少明

辽宁师范大学生命科学学院辽宁省植物生物工程重点实验室，大连 116081

收稿日期:2015-06-28 出版日期:2016-04-25 发布日期:2016-04-26
基金资助:
席海秀，女，硕士研究生，研究方向：植物分子生物学；E-mail：haixiuxi@yeah.net

The Optimization of Isolation Method for Mesophyll Protoplast from Common Wheat（Triticum aestivum）Seedlings

XI Hai-xiu, AI Ke-jun, TONG Shao-ming

School of Life Sciences，Liaoning Normal University，The Key Laboratory of Plant Biotechnology of Liaoning Province，Dalian 116081

Received:2015-06-28 Published:2016-04-25 Online:2016-04-26

摘要/Abstract

摘要： 以7日龄小麦幼苗的叶肉细胞为材料，采用正交试验分析了纤维素酶浓度、离析酶浓度、酶解时间、甘露醇浓度对原生质体分离时的产量和活力的影响；采用瞬时表达技术通过PEG-Ca2+介导法转化小麦的原生质体，分析了PEG浓度对转化效率的影响。结果表明，小麦叶片原生质体分离的最佳条件为纤维素酶1.5%，离析酶 0.75%，甘露醇0.4 mol/L，酶解时间3 h，得到的原生质体的产量可达到7.2×106个/g·FW，活力超过95%；瞬时表达实验结果表明，在25% PEG浓度下，小麦原生质体的转化效率最高。

关键词: 普通小麦, 原生质体, 分离, 瞬时表达

Abstract: By orthogonal test，we analyzed the effects of concentrations of cellulose，macerozyme，and mannitiol as well as the time of enzyme digestion on the productivity and vitality during the isolation of protoplast from 7 days of wheat seedling mesophyll. Further，the transient expression technology was employed to analyze the effects of PEG concentration on the transformation efficiency by PEG-Ca2+-mediated transformation of mesophyll. The results showed that the optimal condition for isolating the mesophyll from wheat leaves was：1.5% of cellulase，0.75% of macerozyme，0.4 mol/L mannitol，and 3 h of enzyme digestion；the protoplast yield was 7.2×106 cells/g·FW，the vitality was more than 95%. The results from the transient expression technology revealed that transformation efficiency was the highest under 25% PEG.

Key words: common wheat, protoplast, isolation, transient expression

席海秀,艾可筠,佟少明. 普通小麦幼苗叶肉细胞原生质体分离方法的优化[J]. 生物技术通报, 2016, 32(4): 68-73.

XI Hai-xiu, AI Ke-jun, TONG Shao-ming. The Optimization of Isolation Method for Mesophyll Protoplast from Common Wheat（Triticum aestivum）Seedlings[J]. Biotechnology Bulletin, 2016, 32(4): 68-73.

参考文献

［1］ Sheen J. Signal transduction in maize and Arabidopsis mesophyll protoplasts［J］. Plant Physiol, 2001, 127（4）：1466-1475.
［2］ Robert S, Zouhar J, Carter C, Raikhel N. Isolation of intact vacuoles from Arabidopsis rosette leaf-derived protoplasts［J］. Nat Protoc, 2007, 2（2）：259-262.
［3］ Yoo SD, Cho YH, and Sheen J. Arabidopsis mesophyll protoplasts：a versatile cell system for transient gene expression analysis［J］. Nat Protoc, 2007, 2（7）：1565-1572.
［4］ Vasil IK, Vasil V. Totipotency and embryogenesis in plant cell and tissue cultures［J］. In Vitro, 1972, 8（3）：117-125.
［5］ Zaitlin M, Beachy RN. The use of protoplasts and separated cells in plant virus research［J］. Advances in Virus Research, 1974, 19：1.
［6］ Cocking EC. A method for the isolation of plant protoplasts and vacuoles［J］. Nature, 1960, 187：927-929.
［7］ Fischer R, Hain R. Tobacco protoplast transformation and use for functional analysis of newly isolated genes and gene constructs［J］. Methods Cell Biol, 1995, 50：401-410.
［8］ Zhang Y, Su J, Duan S, et al. A highly efficient rice green tissue protoplast system for transient gene expression and studying light/chloroplast-related processes［J］. Plant Methods, 2011, 7（1）：30.
［9］ Pitzschke A, Persak H. Poinsettia protoplasts - a simple, robust and efficient system for transient gene expression studies［J］. Plant Methods, 2012, 8（1）：14.
［10］ Shahin E. Totipotency of tomato protoplasts［J］. Theoretical and applied genetics, 1985, 69（3）：235-240.
［11］葛台明, 章荣德, 秦发兰, 等. 冬小麦原生质体培养的胚状体直接发生［J］.生物工程学报, 2000, 16（5）：609-613.
［12］张小红, 闵东红, 邵景侠. 小麦愈伤组织诱导及原生质体的分离与纯化［J］. 中国农学通报, 2010, 26（21）：49-53.
［13］ Larkin PJ. Purification and viability determinations of plant protoplasts［J］. Planta, 1976, 128（3）：213-216.
［14］彭小群, 唐然, 解新明. 禾本科植物原生质体分离研究进展［J］. 中国农学通报, 2015（1）：252-257.
［15］ Cao J, Yao D, Lin F et al. PEG-mediated transient gene expression and silencing system in maize mesophyll protoplasts：a valuable tool for signal transduction study in maize［J］. Acta Physiologiae Plantarum, 2014, 36（5）：1271-1281.
［16］ Yang JW, Fu JX, Li J et al. Novel Co-immunoprecipitation protocol based on protoplast transient gene expression for studying protein and protein interactions in rice［J］. Plant Molecular Biology Reporter, 2014, 32（1）：153-161.
［17］孙鹤, 郎志宏, 朱莉, 等. 玉米, 小麦, 水稻原生质体制备条件优化［J］. 生物工程学报, 2013, 29（2）：224-234.
［18］赵红娟, 张博, 陈爱萍, 等. 酶解对苜蓿子叶原生质体分离效果的影响［J］. 草地学报, 2008, 16（1）：50-53.
［19］路梅, 李多川. 嗜热毛壳菌（Chaetomium thermophile）液体发酵产生纤维素酶及酶学性质的研究［J］. 工业微生物, 2003, 33（3）：21-24.
［20］林开江, 袁康培, 王坤元, 等. 植物细胞离析酶的制备和应用［J］. 生物工程学报, 1994, 10（1）：71-75.
［21］黄静, 赵琦, 李楠, 等. 烟草原生质体活力检测和细胞核染色方法的研究［J］. 首都师范大学学报, 2007, 28（4）：42-45.
［22］霍鹏, 言普, 沈文涛, 等. PEG介导番木瓜叶肉原生质体瞬时表达体系的建立［J］. 分子植物育种, 2015（4）：808-815.
［23］何业华, 胡芳名. 枣树原生质体分离条件的研究［J］. 中南林学院学报, 1999, 19（1）：20-23.

[1]	张坤, 闫畅, 田新朋. 微生物单细胞分离方法研究进展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 1-11.
[2]	陈中元, 王玉红, 代为俊, 张艳敏, 叶倩, 刘旭平, 谭文松, 赵亮. 柠檬酸铁铵对悬浮HEK293细胞转染的影响机制探究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 311-318.
[3]	饶紫环, 谢志雄. 一株Olivibacter jilunii 纤维素降解菌株的分离鉴定与降解能力分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(8): 283-290.
[4]	游子娟, 陈汉林, 邓辅财. 鱼皮生物活性肽的提取及功能活性研究进展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 91-104.
[5]	潘国强, 吴思源, 刘璐, 郭惠明, 程红梅, 苏晓峰. 大丽轮枝菌（Verticillim dahliae）突变体库的构建与分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(5): 112-119.
[6]	车永梅, 郭艳苹, 刘广超, 叶青, 李雅华, 赵方贵, 刘新. 菌株C8和B4的分离鉴定及其耐盐促生效果和机制[J]. 生物技术通报, 2023, 39(5): 276-285.
[7]	张雪萍, 鲁雨晴, 张月倩, 李晓娟. 植物细胞外囊泡及其分析技术的进展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(5): 32-43.
[8]	王凤婷, 王岩, 孙颖, 崔文婧, 乔凯彬, 潘洪玉, 刘金亮. 耐盐碱土曲霉SYAT-1的分离鉴定及抑制植物病原真菌特性研究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(2): 203-210.
[9]	蒋铭轩, 李康, 罗亮, 刘建祥, 芦海平. 植物表达外源蛋白研究进展及展望[J]. 生物技术通报, 2023, 39(11): 110-122.
[10]	张红红, 方晓峰. 相分离调控植物胁迫感知和应答的研究进展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(11): 44-53.
[11]	史光珍, 王兆晔, 孙琦, 朱新霞. 雪莲SikCDPK1启动子的克隆和活性分析[J]. 生物技术通报, 2022, 38(9): 191-197.
[12]	江美彦, 周杨, 刘仁浪, 姚菲, 杨云舒, 侯凯, 冯冬菊, 吴卫. 白芷根际促生菌的筛选及其促生效果研究[J]. 生物技术通报, 2022, 38(8): 167-178.
[13]	唐光甫, 桂艳玲, 满海乔, 赵杰宏. 利用CRISPR/Cas 9编辑红曲霉pyrG基因对其次生代谢的影响[J]. 生物技术通报, 2022, 38(8): 198-205.
[14]	王亚军, 司运美. 除磷菌CP-7的筛选及其降解特性研究[J]. 生物技术通报, 2022, 38(7): 258-268.
[15]	石佳, 朱秀梅, 薛梦雨, 余超, 魏一鸣, 杨凤环, 陈华民. 基于水稻原生质体的染色质免疫共沉淀技术优化及应用[J]. 生物技术通报, 2022, 38(7): 62-69.

普通小麦幼苗叶肉细胞原生质体分离方法的优化

The Optimization of Isolation Method for Mesophyll Protoplast from Common Wheat（Triticum aestivum）Seedlings

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价