💡这项突破是什么?
园林学院科研团队在菊花花瓣原生质体的分离与遗传转化的技术体系研究中取得新进展
园林学院戴思兰教授科研团队在菊花花瓣原生质体的分离与遗传转化的技术体系研究中取得新进展，相关成果以“Establishment of a High-Efficiency Protoplast Isolation and Transient Transformation System for Chrysanthemum Petals”为题在线发表于园艺学领域的国际学术期刊Horticulturae。
植物原生质体无细胞壁束缚，易摄取外源遗传物质，是基因功能验证、亚细胞定位、蛋白互作研究的理想材料。传统育种与现有基因功能验证技术的局限，严重阻碍菊花分子育种进程，建立高效瞬时转化体系对快速鉴定关键基因功能至关重要。
团队以菊花品种‘万代风光’为材料，采用L9(34)正交设计，系统优化花瓣原生质体分离条件，结果表明：原生质体分离最优体系为0.6 M甘露醇、4%纤维素酶R-10、0.4%离析酶R-10、酶解8 h，原生质体产量达5.14×106个・g-1FW，活力87.41%，是已报道体系的18.3倍。将这一体系用于菊花其它6个种质中，获得的原生质体的活力均超过85%，其中最高的达到97.84%（图1）。
图1 菊花花瓣原生质体分离及不同种质原生质体产量与活力测定
利用PEG介导菊花花瓣原生体瞬时转化试验的结果表明：瞬时转化最优条件为40% PEG4000、质粒用量12μg、转化时间10min、原生质体密度1×106个・mL-1，转化效率达51.50%，约为已报道体系的1.7倍。同样，这一体系在6份不同类型菊花种质中均适用，转化效率均超30%（图2）。
图2 PEG介导菊花花瓣原生质体瞬时转化体系的优化与不同种质转化效率鉴定
随后利用该体系检验菊花液泡铁转运蛋白CmVIT1的亚细胞定位，证实其定位于液泡膜（图3）。
图3 菊花‘万代风光’花瓣原生质体中CmVIT1的亚细胞定位
综上所述，研究建立了一套稳定高效的菊花花瓣原生质体分离及PEG介导的瞬时转化体系，并利用该体系完成了菊花内源基因CmVIT1的亚细胞定位。该体系在6份遗传背景各异的菊花种质中均表现出良好适用性，可实现菊花花器官性状相关基因的快速功能验证。此外，这套高效的花瓣原生质体制备-转化体系在单细胞研究、蛋白-核酸/蛋白互作分析、无DNA基因组编辑及原生质体再生等研究方向也具有应用潜力。
园林学院风景园林学（农学）专业博士研究生李艳飞和硕士研究生卢敏为论文共同第一作者，园林学院洪艳副教授和戴思兰教授为论文共同通讯作者。
研究工作得到了国家自然科学基金面上项目（Grant Nos. 32171849和32371948）和国家重点研发项目（Grant No. 2018YFD1000405）的资助。
