Agrobacterium rhizogenes-Mediated Transformation of Artemisia annua: Production of Transgenic Plants
- 作者
- S. Banerjee, M. Zehra, M. Gupta, S. Kumar
- 单位
- Genetic Resources and Biotechnology Division, Central Institute of Medicinal and Aromatic Plants (CIMAP), P.O. CIMAP, Lucknow-226 015, India; Analytical Chemistry, Central Institute of Medicinal and Aromatic Plants (CIMAP), P.O. CIMAP, Lucknow-226 015, India
- 杂志
- Planta Medica（1997）
- DOI
- 10.1055/s-2006-957737
- 所属领域
- 代谢工程
- 关键词
- 阅读原文
- 查看 PDF 原文
解决的核心问题
提高青蒿素的产量，探索体外培养体系中青蒿素生物合成途径的表达，并建立从毛状根再生转基因植株的方法。
研究策略
利用发根农杆菌LBA 9402侵染青蒿叶片诱导毛状根，在无激素培养基中培养并自发再生为植株，通过HPLC等分析检测青蒿酸和青蒿素B等次生代谢产物。
核心内容
该研究利用发根农杆菌LBA 9402侵染青蒿叶片，成功诱导毛状根并从中再生出转基因植株，首次实现从青蒿毛状根培养物中获得完整转基因植株。毛状根诱导频率高达98%，每个外植体平均产生4至5条根；在MS1和MS3液体培养基中培养30天，鲜重分别增加约86倍和185倍，达到4.32克和9.27克，转基因植株鲜重（2.643克/株）亦显著高于非转基因对照（0.856克/株）。HPLC检测显示，毛状根及再生植株中均含有青蒿酸和青蒿素B，但未检测到青蒿素本身；一月龄转基因植株中青蒿酸和青蒿素B含量高于毛状根培养物，但仍低于同龄正常植株。结果表明青蒿素生物合成途径在毛状根及再生植株中可部分表达，通过大规模筛选转化体和优化培养条件，有望获得高产青蒿素或其前体的克隆，为利用毛状根体系生产青蒿素类化合物奠定了基础。
创新点
首次从青蒿的毛状根培养物中再生出转基因植株；证实毛状根及再生植株中能产生青蒿酸和青蒿素B，表明青蒿素途径在毛状根中部分表达。
研究对象（1）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Artemisia annua (青蒿) | 青蒿素生物合成途径（萜类合成） | — | — | 催化 | 使用发根农杆菌LBA 9402诱导的毛状根及再生植株，检测到青蒿酸和青蒿素B的积累。 |
关键发现
- 毛状根诱导频率达98%（39/40外植体，每个外植体产生4-5条根）
- 在MS1和MS3液体培养基中，30天内鲜重分别增加约86倍（4.32 g）和185倍（9.27 g），初始接种量为50 mg
- 转基因植株鲜重为2.643 g/株，显著高于非转基因对照的0.856 g/株
- HPLC检测表明毛状根和再生植株中均含有青蒿酸和青蒿素B，但未检测到青蒿素
- 一月龄转基因植株中青蒿酸和青蒿素B含量高于毛状根培养物，但低于同龄正常植株。
研究结论
青蒿素生物合成途径在发根农杆菌转化的毛状根及其再生植株中能够部分表达，通过筛选大量转化体和优化培养条件，有望获得高产青蒿素或前体的克隆。