Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation
>> 欢迎您 登陆翻译论坛 您的身份:游客 | 登陆 | 注册 | 帮助信息 | 精华

统一坊在线翻译网
中国译典
     译典论坛

>>>>译典添词*****译典评注*****公告求译*****博客文章*****会员排行榜 <<<

中国在线翻译网>>译典论坛>>文库供求
您是本主题第 4500 个阅读者 == 回贴倒排
作者
主题: Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation [文库供求]
文献翻译


贡勋等级:平民
经验值:22
技术等级:童生
技术分:0
共发贴1篇
共回贴0篇
发表于 2011/10/27 19:30:00
Journal of Experimental Botany, Vol. 61, No. 5, pp. 1311–1319, 2010
doi:10.1093/jxb/erq009 Advance Access publication 11 February, 2010
This paper is available online free of all access charges (see http://jxb.oxfordjournals.org/open_access.html ;for further details)
RESEARCH PAPER
Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of
Cleome gynandra L., a C4 dicotyledon that is closely related
to Arabidopsis thaliana
Christine A. Newell1, Naomi J. Brown1, Zheng Liu1, Alexander Pflug2, Udo Gowik2, Peter Westhoff2 and Julian
M. Hibberd1,*
1 Department of Plant Sciences, Downing Street, University of Cambridge, Cambridge CB2 3EA, UK
2 Institute of Plant Molecular and Developmental Biology, Universita¨ tsstrasse 1, Heinrich-Heine-University, D-40225 Du¨ sseldorf,
Germany
* To whom correspondence should be addressed: E-mail: julian.hibberd@plantsci.cam.ac.uk
Received 30 September 2009; Revised 6 November 2009; Accepted 21 December 2009
Abstract
In leaves of most C4 plants, the biochemistry of photosynthesis is partitioned between mesophyll and bundle sheath
cells. In addition, their cell biology and development also differs from that in C3 plants. We have a poor
understanding of the mechanisms that generate the cell-specific accumulation of proteins used in the C4 pathway,
and there are few genes that have been shown to be important for the cell biology and development of C4 leaves. To
facilitate functional analysis of C4 photosynthesis, and to enable knowledge from Arabidopsis thaliana to be
translated to C4 species, an Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation protocol was developed for the C4
species Cleome gynandra. A. tumefaciens, harbouring the binary vector SLJ1006, was used to transfer the uidA
gene under the control of the CaMV 35S promoter into C. gynandra. Co-incubation of hypocotyls or cotyledons with
SLJ1006 allowed efficient transfer of DNA into C. gynandra, and media that allowed callus production and then shoot
regeneration were identified. Stable transformants of C. gynandra with detectable amounts of b-glucuronidase
(GUS) were produced at an efficiency of 14%. When driven by the CaMV 35S promoter, GUS was visible in all leaf
cells, whereas uidA translationally fused to a CgRbcS gene generated GUS accumulation specifically in bundle
sheath cells. This transformation procedure is the first for an NAD-ME type C4 plant and should significantly
accelerate the analysis of mechanisms underlying C4 photosynthesis.
Key words: Agrobacterium tumefaciens, Arabidopsis thaliana, C4 photosynthesis, Cleome gynandra, transformation.
Introduction
C4 photosynthesis has evolved independently multiple times
within the angiosperms and allows CO2 to be concentrated
around Ribulose Bisphosphate Carboxylase Oxygenase
(RuBisCO) (Sage, 2004). In tropical and subtropical regions
the increased supply of CO2 to RuBisCO represses its
oxygenase reaction, increases the rate of photosynthesis,
and allows higher rates of growth compared to C3 species.
In fact, the most productive native vegetation and domesticated
crops all use the C4 pathway (Brown, 1999) and, as
a consequence, it has been proposed that placing characteristics
of C4 photosynthesis into crops such as rice could be
used to increase yields (Matsuoka et al., 2001; Surridge,
2002; Hibberd et al., 2008).
In most plants, the C4 pathway involves photosynthesis
proteins being compartmented between mesophyll (M) and
bundle sheath (BS) cells (Hatch, 1987; Brown et al., 2005),
although single-celled C4 photosynthesis has been reported
in aquatic and terrestrial plants (Bowes and Salvucci, 1984;
Reiskind et al., 1989; Magnin et al., 1997; Voznesenskaya
et al., 2001, 2002) as well as in a marine diatom (Reinfelder
et al., 2000). In the two-celled version of the C4 pathway
(Hatch, 1987), CO2 enters M cells and is converted into
a 2010 The Author(s).
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License http://creativecommons.org/licenses/bync/
2.5), which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Downloaded from http://jxb.oxfordjournals.org/ ;by guest on October 19, 2011
bicarbonate by carbonic anhydrase. Phosphoenolpyruvate
carboxylase (PEPC) then combines HCO
3 with phosphoenolpyruvate
to generate the C4 oxaloacetic acid (OAA),
which is rapidly converted into either aspartate or malate.
These C4 acids then diffuse into BS cells through abundant
plasmodesmata, where one of three separate C4 acid
decarboxylases releases CO2. In different lineages of C4
plants, the three distinct decarboxylases known as NADPdependent
malic enzyme (NADP-ME), NAD-dependent
malic enzyme (NAD-ME) and phosphoenolpyruvate carboxykinase
(PEPCK) have been co-opted into this process.
In many cases one of the enzymes is believed to act as the
primary decarboxylase with another fulfilling a secondary
role (Wingler et al., 1999). The three carbon compound
released after decarboxylation then diffuses back to the M,
and in the case of pyruvate, rephosphorylation to PEP
occurs, catalysed by pyruvate, orthophosphate dikinase
(PPDK) (Hatch and Slack, 1968).
Despite the basics of the C4 pathway having been defined
for decades, there still is a relatively poor understanding of
the mechanisms that generate the accumulation of proteins
used in C4 photosynthesis in the M or BS cells (Brown
et al., 2005). For example, although an element known as
the mesophyll enhancing module1 (MEM1) has been identified
in the PPC promoter of Flaveria bidentis (Gowik
et al., 2004; Akyildiz et al., 2007) and gel-retardation assays
showed that a region about 200 bp upstream of the maize
PPDK gene generates mesophyll specific expression of GUS
(Matsuoka and Numazawa, 1991), in neither case have
trans-factors responsible for generating M-specific expression
been isolated. In the C4 plants studied to date, RbcS
seems to be regulated at multiple levels; including transcriptional
(Viret et al., 1994; Purcell et al., 1995), posttranscriptional,
and translational elongation (Berry et al.,
1985, 1986, 1987, 1990) but again, no trans-factors have
been isolated. For many of the other genes encoding
enzymes (e.g. carbonic anhydrase, malate dehydrogenase,
phosphoenolpyruvate carboxykinase) that have been
recruited into the C4 pathway, there is no information on
mechanisms generating cell-specific expression.
Our understanding of the genetic basis associated with
the alterations in cell biology and development of a C4 leaf
is also poor. For example, there have been no genes
identified to date that control the expansion, proliferation
or polarized positioning of chloroplasts in BS cells, the
increased plasmodesmatal connectivity between M and BS
cells, nor Kranz anatomy itself. This is despite the fact that
genes have been isolated in Arabidopsis thaliana that are
involved in many of these processes. For example, the Min,
FtsZ, and GC1 genes are known to control chloroplast
division (Colletti et al., 2000; Vitha et al., 2001; Maple
et al., 2004), CHUP1 is involved in controlling chloroplast
movement (Oikawa et al., 2003) and glucan 1,3-b-glucosidases
are implicated in plasmodesmatal connectivity (Levy et al.,
2007). To date, it has not been possible to determine whether
alterations to any of these genes are associated with the
modifications to C4 cell biology. This is partly because
transformation systems for the main NADP-ME-type
C4 models, maize and Flaveria, are relatively difficult (Ishida
et al., 1996; Chitty et al., 1999). To our knowledge, there are
no transformation systems available for NAD-ME or
PEPCK-type C4 species, and the phylogenetic distance of
transformable C4 species from A. thaliana also means that
direct comparison with the most widely studied model plant is
unlikely to b








你还没有个性签名,点击此处可以添加。


||给作者留言

您要搜索的字符
搜索范围



Sponsored by Totra Technology