植物冠层荧光蛋白成像使植物合成生物学成为可能


发布时间:

2020-12-19

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

反向遗传学方法已经彻底改变了植物生物学和农业科学。表型组学作为桥梁将植物表型与基因(包括转基因)连接起来,从而改造农业领域的发展前景。基因编码荧光蛋白(FPs)在基因表达、蛋白质转运和植物生理学等方面彻底改变了植物生物学模式。尽管绿色荧光蛋白(GFP)的植物冠层成像早在25年前就已经完成,但现代表型组学在很大程度上忽视了荧光作为转基因表达工具的作用。本文展示了一个用于表达多种FPs植物冠层远程成像的新型表型平台。

 

荧光诱导激光投影仪(FILP)组件

 

使用FILP仪器在3 m距离处拍摄的表达多种荧光蛋白基因的植物图像

 

该平台包括一台荧光诱导激光投影仪(FILP),使用超低噪声相机对由各种颜色LED照明的场景进行成像,利用发射滤光片来解析单个FP。在实验室激光范围内使用FILP在>3 m处对植物筛选的20个FPs进行成像。结果发现,成对的共表达荧光蛋白可以在冠层中成像。FILP系统能够快速合成启动子筛选:从2000个合成启动子转染到原生质体中,在几周时间内,对FILP成像的农杆菌侵染型烟草植株进行筛选,这对于描述水分胁迫诱导的合成启动子非常有用。另外,本文还发现,FILP冠层成像也可用于稳定转化的GFP马铃薯和分离GFP分析,这说明了该仪器在分析植物冠层荧光信号方面的灵活性。

 

表达mEmerald GFP基因的稳定转化马铃薯植株的FILP图像与每个独立转基因株系的相对GFP转录之间的比较

 

来源:

Stephen B. Rigoulot, Tayler M. Schimel, Jun Hyung Lee,et al. Imaging of multiple fluorescent proteins in canopies enables synthetic biology in plants. Plant Biotechnology Journal.https://doi.org/10.1111/pbi.13510.

推荐新闻

石时之约|韩志国:透过表型数据,看见植物的喜怒哀乐!

本期石时之约,我们将对话慧诺瑞德(北京)科技有限公司总经理、国际植物表型学会(IPPN)执委会委员/工业分会副主席韩志国,一起从表型数据的科学角度,去读懂农作物的喜怒哀乐和前世今生。

慧科研、慧育种、慧种田——慧聚改变的力量

让我们“慧聚”在一起,为“慧科研、慧育种、慧种田”赋能。

高通量植物表型平台建设注意事项

育种,是在给定的环境条件下,选择各种表型指标(产量、品质、抗性)最优的基因型材料的过程(AI育种,从这里起步)。育种工作中大约70%的工作量来自表型观察测量和筛选,是最耗人力物力的过程。

作物生理表型测量基础原理

生理表型测量的核心在于“早、快”,要在肉眼可见之前就能测量并预判出变化趋势,才是这个技术的核心价值。叶绿素荧光成像,恰好满足了这个要求。