[實用新型]一種高通量篩選轉基因純合植株的裝置

有效

• 申請號: 201920172598.0
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN209643307U
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 舒慶堯;黃文倩;汪慶;蘆海平;譚媛媛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A01C1/02
• 分類號: A01C1/02;A01G7/06;A01H1/04
• 代理公司: 33224 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡紅娟<國際申請>=<國際公布>=<進入

本實用新型公開了一種高通量篩選轉基因純合植株的裝置，該裝置包括上、下套疊的雙層孔板；所述上孔板包括帶若干上小孔的上板面以及位于上板面下方且與上小孔連通的若干孔道；所述孔道的孔徑由上至下逐漸縮小，孔道用于放置待測植株的種子，且種子恰好卡在孔道的底部開口處；所述下孔板包括帶下小孔的下板面以及位于下板面下方且與下小孔連通的用于盛放水或GUS染液的若干凹槽，所述下小孔與上小孔一一對應，所述凹槽供所述孔道插入。本實用新型裝置通過上、下套疊的雙層孔板結構實現了高通量的轉基因植株篩選，減少了篩選實驗的步驟，縮短了實驗時間，能夠快速確定上一代轉基因純合植株，以便對轉基因純合植株開展后續研究。

技術領域

本實用新型涉及農業基因工程技術領域，尤其涉及一種高通量篩選轉基因純合植株的裝置。

背景技術

轉基因技術是現代農業中常用的一種生物技術手段，能夠改良農藝性狀，提高農業生產。將轉基因技術與常規育種技術緊密結合，能培育多抗、優質、高產、高效的新品種，大大提高品種改良效率，并可降低農藥、肥料投入，在緩解資源約束、保障食物安全、保護生態環境等方面潛力巨大。

在轉基因植株生產過程中，經農桿菌侵染的愈傷組織獲得帶有目標基因的T-DNA，除了目的基因之外，往往還伴隨著報告基因一起轉入植物以便于檢測是否是轉基因陽性植株，例如GUS基因。

GUS(β-glucuronidase，β-D-葡萄糖苷酸酶)基因是目前常用的一種報告基因，其表達產物β-葡萄糖苷酸酶是一種水解酶，能催化許多β-葡萄糖苷酯類物質的水解，它可以將5-溴-4-氯-3-吲哚-β-葡萄糖苷酸酯(X-gl uc)分解為藍色的物質，其檢測方法簡單、快速、靈敏、穩定，且背景活性低。由于絕大多數植物細胞內不存在內源的GUS活性，所以GUS基因廣泛用作轉基因植物的報告基因。

T₀代植株往往都是單拷貝的，T-DNA隨機插入任何一條染色體中(如圖1)，形成植株Aa(帶有T-DNA片段的為A，不帶則為a)。那么，只要是陽性的植株，經過GUS染色就會表現出藍色的特征。之后，伴隨而來的是轉基因植株的篩選及其對后代中純合植株的篩選，只有當獲得穩定的植株之后才能穩定遺傳，便于后續研究。T₀代植株所結的種子，即T₁代，由于同源染色體中只有一條是攜帶有目的基因的，因此在后代植株中，根據孟德爾遺傳學規律，就會出現分離。Aa的植株后代會出現AA：Aa：aa三種基因型，比例是1:2:1(如圖1)。因此，T₀代植株并不能馬上運用于實驗或者農業生產，因為這不是一個穩定的植株。

在T₁代植株中，AA和Aa并不能通過簡單的方法區別出來，兩者經GUS染色后都表現出陽性。Aa如果混在其中，那么Aa的后代又會出現aa。只有AA的純合植株，才能穩定傳代(圖1)。為了找到T₁代中AA植株，需要對T₁代植株進行GUS染色，找出陽性植株，也即AA或者Aa，剔除aa。之后，T₁代植株所結的種子，即T₂代，如果經GUS染色均為藍色，則可推斷T₂代所對應的上一代植株為純合體AA。同時，這些T₂代也都是AA基因型，可直接用于繁種。相反，如果T₂代植株經GUS染色出現無色(陰性，即aa)植株，那么可以推斷其上一代為雜合體Aa。

由此可見，獲得一個穩定遺傳的轉基因植株，至少需要種植兩代。特別是T₂代植株的染色，需要保證多個植株都是GUS藍色，才能判斷其上一代植株為AA純合植株，篩選工作量巨大。

GUS基因所的表達位置有種子中表達和非種子中表達兩種。對于在種子中表達的情況而言，現有技術是：將收獲的一批后代種子切開進行染色；若染色后的種子均為藍色，表明結出該批種子的植株為純合植株。該方法直觀，不需要培養幼苗，可直接對種子進行實驗；但是，該方法會破壞種子，并且種子中含有淀粉，會使GUS染液渾濁，不利于GUS染液的回收利用。