近日，國家重點實驗室沈錦波課題組在《Frontiers in Plant Science》（IF=4.402）發表題為“Organelle Visualization With Multicolored Fluorescent Markers in Bamboo”的研究論文。該研究成功構建了毛竹原生質體瞬時表達體系，并構建毛竹細胞器多色熒光標記蛋白，為毛竹生長過程中應對生物與非生物的脅迫以及禾本科植物在防御病原菌的細胞信號轉導途徑等研究方面提供了很好的平臺。
毛竹作為大型禾本科植物，其具有生長速度快，韌性強等生理特點，故具有較高的生態和經濟價值。雖然毛竹的基因組測序以及基因注釋已經完成，但由于缺少高效的遺傳轉化體系導致毛竹的研究多集中在生理生化過程，難以深入到細胞分子水平進行多層次研究。研究蛋白的亞細胞定位是解析生物體基因功能的重要手段之一。目前，針對竹蛋白亞細胞定位的研究主要借助于洋蔥表皮細胞、擬南芥葉片、水稻葉片或煙草葉的異源瞬時表達體系。由于異源表達系統中存在蛋白序列和蛋白轉運調控因子的不保守性，所以異源表達可能導致亞細胞定位錯誤。
該研究通過優化一系列影響轉化效率的條件，成功建立了PEG介導的毛竹原生質體瞬時轉化表達系統，同時利用毛竹內源蛋白的細胞器錨定序列，構建了一整套帶有熒光標簽XFP并定位于不同內膜組分的毛竹內源細胞器熒光標記蛋白（fluorescent organelle markers）。并通過一系列激光共聚焦顯微鏡、藥物處理和生化手段驗證了毛竹瞬時表達體系在基因功能分析、蛋白亞細胞定位、細胞器動態分析、以及蛋白質互作等方面的實用性。不僅如此，毛竹瞬時表達體系也可為基因編輯技術的研究提供便利，可用于篩選CRISPR / Cas9基因組編輯中gRNA的效率，甚至可以評估最新的CRISPR / Cas9技術（如DNA甲基化編輯或堿基編輯）。因此，毛竹原生質體瞬時表達系統及毛竹細胞器熒光標記蛋白的構建，將促進竹類植物細胞分子生物學領域的快速發展。
本研究論文以我校亞熱帶森林培育國家重點實驗室為第一和通訊作者單位。碩士研究生張夢弟和博士后胡帥為本文的共同第一作者，沈錦波教授為本文的唯一通訊作者。實驗室林新春課題組、四川農業大學蔡易課題組也參與了該研究。該研究工作得到國家自然科學基金、浙江省學校科研發展基金項目和浙江農林大學高層次人才啟動經費等項目的支持。
（國家重點實驗室）
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