本報訊 模式植物擬南芥功能基因組學研究中，插入突變體庫是目前最直接有效的方法。而禾本科作物中的小麥和玉米由于株型大、難轉化等原因，一直沒有可用的插入突變體庫。山東農業(yè)大學生命科學學院教授安海龍團隊以禾本科植物新興模式材料二穗短柄草入手，建立了插入突變體庫，并發(fā)現(xiàn)該方法也適用于構建小麥、玉米的突變體庫。近日，該團隊有關成果發(fā)表在國際知名期刊《植物生理學》（Plant Physiology）上。
水稻是禾本科植物的模式物種，已有學者在研究中建立了適用于水稻的AcDs轉座子體系插入突變體庫?？紤]到二穗短柄草屬于早熟禾亞科，與小麥和玉米親緣關系較近，是新興的單子葉植物模式材料，安海龍團隊利用已知序列的水稻解離因子（Ds），構建由激活因子（Ac）轉座酶和外源Ds轉座子組成的轉座子體系，并嘗試將其插入到二穗短柄草機體細胞內。
該團隊成功篩選到與外源Ds轉座子結合的突變基因材料，并以此為父本或母本進行雜交組合，從后代中獲得了只含有外源Ds轉座子的插入突變植株（以下稱為Ds插入植株）。這些植株由于沒有Ac轉座酶，所以外源Ds轉座子不再“跳躍”，而是穩(wěn)定地插入某個基因中。他們對獲得的710個Ds插入植株進行研究，根據Ds基因序列，測出了與其結合的710個未知基因序列，并發(fā)現(xiàn)來自同一個單株后代中Ds插入位點約90%是不同的。
由于Ds再次轉座偏好至離原插入位點近的地方，所以理論上可以在僅含Ds插入植株中導入Ac表達盒，再次誘變基因組中的任何基因，結合表型變化研究該基因的功能。這也意味著安海龍團隊分離鑒定的Ds插入植株成為禾本科植物基因組功能研究的資源庫。
目前，該團隊把構建的由Ac轉座酶和外源Ds轉座子組成的T-DNA用在小麥、玉米研究中，也成功篩選出Ds插入植株，初步建立了有關基因功能研究資源庫。分子生物學領域的研究人員可以利用這個資源庫，找出與小麥、玉米產量、質量有關性狀變化相對應的Ds插入植株，通過PCR技術找出Ds結合基因并研究其功能，省去了傳統(tǒng)研究中雜交、田間篩選等環(huán)節(jié)，顯著地縮短了研究時間，并且不需要保存太多的植物種子。
相關論文信息：DOI：10.1104/pp.18.00875
