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沈锦波教授课题组成功构建毛竹细胞器荧光标记蛋白
【发布日期: 2021-05-07】 【来源:国家重点实验室 】 【作者:沈锦波】 【编辑:】 【点击量:】

 

近日,国家重点实验室沈锦波课题组在《Frontiers in Plant Science》(IF=4.402)发表题为“Organelle Visualization With Multicolored Fluorescent Markers in Bamboo”的研究论文。该研究成功构建了毛竹原生质体瞬时表达体系,并构建毛竹细胞器多色荧光标记蛋白,为毛竹生长过程中应对生物与非生物的胁迫以及禾本科植物在防御病原菌的细胞信号转导途径等研究方面提供了很好的平台。

毛竹作为大型禾本科植物,其具有生长速度快,韧性强等生理特点,故具有较高的生态和经济价值。虽然毛竹的基因组测序以及基因注释已经完成,但由于缺少高效的遗传转化体系导致毛竹的研究多集中在生理生化过程,难以深入到细胞分子水平进行多层次研究。研究蛋白的亚细胞定位是解析生物体基因功能的重要手段之一。目前,针对竹蛋白亚细胞定位的研究主要借助于洋葱表皮细胞、拟南芥叶片、水稻叶片或烟草叶的异源瞬时表达体系。由于异源表达系统中存在蛋白序列和蛋白转运调控因子的不保守性,所以异源表达可能导致亚细胞定位错误。

该研究通过优化一系列影响转化效率的条件,成功建立了PEG介导的毛竹原生质体瞬时转化表达系统,同时利用毛竹内源蛋白的细胞器锚定序列,构建了一整套带有荧光标签XFP并定位于不同内膜组分的毛竹内源细胞器荧光标记蛋白(fluorescent organelle markers)。并通过一系列激光共聚焦显微镜、药物处理和生化手段验证了毛竹瞬时表达体系在基因功能分析、蛋白亚细胞定位、细胞器动态分析、以及蛋白质互作等方面的实用性。不仅如此,毛竹瞬时表达体系也可为基因编辑技术的研究提供便利,可用于筛选CRISPR / Cas9基因组编辑中gRNA的效率,甚至可以评估最新的CRISPR / Cas9技术(如DNA甲基化编辑或碱基编辑)。因此,毛竹原生质体瞬时表达系统及毛竹细胞器荧光标记蛋白的构建,将促进竹类植物细胞分子生物学领域的快速发展。

本研究论文以yd12301云顶亚热带森林培育国家重点实验室为第一和通讯作者单位。硕士研究生张梦弟和博士后胡帅为本文的共同第一作者,沈锦波教授为本文的唯一通讯作者。实验室林新春课题组、四川农业大学蔡易课题组也参与了该研究。该研究工作得到国家自然科学基金、浙江省学校科研发展基金项目和yd12301云顶高层次人才启动经费等项目的支持。

论文原文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.658836/full

(国家重点实验室)

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