湖南农业大学生命科学楼,油菜种植在组培室中进行,保证油菜光,温,水等生长条件。
2.3 培养基
YEB培养基、M0培养基(种子萌芽)、DM悬菌培养基、M1培养基(共培养)、M2培养基(诱导愈伤组织)、M3培养基(愈伤组织再分化)、M4培养基(诱导生根)
表1 YEB培养基配方
Table 1 Medium components of YEB medium
培养基成分 蛋白胨 酵母提取物 牛肉浸膏 MgSO4·7H2O 琼脂粉(固体培养基)
表2 遗传转化各阶段培养基配方
Table 2 Components of medium used by different stages of transformation 培养基 种子萌发培养基 悬菌培养液 共培培养基 筛选培养基 分化培养基 生根培养基
培养基简称 M0 培养基 DM 培养基 M1培养基 M2培养基 M3培养基 M4培养基
配方 1/2MS +12g/L agar
MS+30g/L sucrose+100μm AS
MS+30g/Lsucrose+18g/LManitol+2,4-D+Kinetin+100
μm AS +10g/L agar
MS+30g/Lsucrose+18g/LManitol+2,4-D+Kinetin
+10g/Lagar+ Hyg+ Cb+AgNO3 MS+10g/LGlucose+0.25g/LXylose+0.6g/LMES
+IAA+10g/LAgar+ Hyg+Cb+Zeatin MS+10g/Lsucrose +Cb+12g/Lagar
pH 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8
质量 5g 1g 5g 0.493 g 15g
2.4 实验仪器及用具
磁力搅拌器、干燥箱、无菌操作台、组织培养室、生物安全柜、摇床、平板、三角瓶、酒精灯、烧杯、镊子、刀、玻璃棒、移液枪、EP管、离心机、水浴锅、研磨棒、PCR仪、高压灭菌锅、电泳仪、分析天平等
2.5 其他材料
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75%酒精、0.1%升汞、吐温、超纯水、乙酰丁香酮、蛭石、CTAB、氯仿异戊醇、冰乙醇、琼脂糖、EDTA、TAE、溴化乙锭(EB)等
2.6 实验设计
2.6.1 划平板
在无菌操作台中,用接种环挑取农杆菌在YEB固体培养基平板划线,胶带密封,放入冰箱保存。
2.6.2 甘蓝型油菜“湘油15”的播种
(1)取适量种子于灭过菌的三角瓶中,加入75%酒精,没过种子即可,摇晃30s,时间不宜超过一分钟,弃液。
(2)加入适量0.1%HgCl2(约20ml)和1-2滴吐温,摇晃起泡后静置20min。完毕后倒入弃液瓶。
(3)用灭菌纯水将种子清洗4-5次,洗至无泡沫后,加适量灭菌纯水静置60min,弃液。 (4)用无菌镊子将种子平铺于M0培养基表面,每瓶25粒左右,均匀分散。
(5)将铺好种子的三角瓶放入240C暗室培养6d。不宜超过六天。(等苗长到1cm时开始摇菌) 2.6.3 摇菌
(1)小摇:取10mlYEB培养基至三角瓶中,再加入10μl卡那霉素(K50)、10μl链霉素(Str)、20μl利福平(Rif,棕色),用牙签挑取单个菌落放入三角瓶中,将三角瓶放入280C摇床培养两天。
(2)大摇:扩大培养,按比例将YEB培养基加至50ml,小摇时加入的三种抗生素依次按比例扩大加入,摇床培养12h左右。 2.6.4 外植体的制备和侵染
(1) 用无菌镊子将暗培养6d的幼苗取出放入灭好菌的大培养皿中,倒入适量DM培养基保湿。
(2) 用无菌镊子和解剖刀切取下胚轴,每个长度为0.8-1cm,这期间注意下胚轴需浸泡在DM培养基中,然后将切好的下胚轴转入三角瓶中。
(3) 在切取下胚轴时,将培养好的菌株4000rpm离心15min,弃上清液。用少于50ml(30-35ml)的DM培养基重悬,将重悬后的菌在放入280C摇床培养30min-1h。然后将准备好的菌液倒入装有下胚轴的三角瓶,侵染30min。
(4) 侵染完毕后,将下胚轴转至放有灭菌滤纸的空培养皿中,滤干,在超净工作台吹
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5-10min,以除去多余农杆菌。 2.6.5 下胚轴与农杆菌共培养
将沥干的下胚轴转到M1培养基中,注意保持外植体与培养基充分接触,胶带密封。放入240C培养室暗培养40-48h(灵活处理,根据菌的生长情况和外植体的状况而定,如果在外植体周围看到很明显的白色(菌),立即将外植体转出)。 2.6.6 初步诱导筛选
共培48h后,将M1培养基上的外植体转到诱导培养基M2中,置于组织培养室 (240C,长日照光照(16/8h)),培养三周。 2.6.7 愈伤组织再生
三周后将外植体转入M3培养基中,每2周继代一次,前面两次继代时不要轻易放弃外植体,如继代到三至四次时还没有分化出愈伤组织的下胚轴就丢弃,出现绿芽的下胚轴就可以进行下一步的培养,转入生根培养基。 2.6.8 生根培养及炼苗
在M3培养基上生长出来的分化芽,切取长出两片叶的芽点,放入M4培养基中,培养一个月,待长出4-5片叶子,且长出根后即可移入小花钵中练苗生长。 2.6.9 提取DNA
(1) 取少量抗性苗最新长出的嫩叶组织(<500mg)放入EP管中,将EP管放入液氮速冻1min,使用研磨棒将幼叶组织快速磨碎。加入600μl已加热的CTAB[27]缓冲液并用研磨棒研磨使磨碎的组织和缓冲液充分混合。
(2)把EP管插入漂浮板,在65℃水浴锅中水浴15min左右,其中注意颠倒混匀1-2次,使混合液受热均匀。
(3)水浴完成后向EP管中再加入600μl氯仿异戊醇,振荡至混合液发白。 (2)将EP管放入离心机,在16℃下12000rpm离心10min。
(3)取上清液500μl于EP管中,加入800μl-20℃保存的冰乙醇,上下摇匀。 (4)放入-20℃的冰箱内,20min后取出重复步骤(2)。 (5)弃上清液,加入500μl75%的乙醇,振荡摇匀。 (6)将EP管放入离心机,在16℃下12000rpm离心5min。 (7)弃上清液,风干后加入30μl超纯水溶解DNA,轻弹混匀。 2.6.10 PCR扩增
采用PCR[28]法进行DNA扩增,必须有DNA模板、DNA聚合酶、DNA引物、4种NTP混合物和Mg2+。抗性苗幼叶DNA作为模板,pCAMBIA 1300-psg-Cas9-A09的抗性苗
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以35S作正向引物,BnaA09基因的反向引物为检测的反向引物进行PCR。PCR反应体系及反应参数见表3和表4,反应循环数为28。
表3 PCR的反应体系 Table 3 System of colony PCR
试剂 Tag DNA聚合酶
上游引物 下游引物 DNA模板 无菌水 总体积
表4 PCR的反应参数
Table 4 Reaction parameters of PCR
反应步骤 预变性 变性 褪火 延伸 终延伸
温度 94℃ 94℃ 58℃ 72℃ 72℃
时间 4min 40s 40s 30s 7min
用量 7.5μL 0.5μL 0.5μL 1μL 5.5μL 15μL
2.6.11 琼脂糖凝胶电泳
(1)在分析天平上称取0.6g琼脂糖,溶解于40mlTAE缓冲液中,放入微波炉中加热至完全溶化,取出摇匀。
(2) 再冷却到约60℃,加入1μl溴化乙锭(EB),摇匀。
(3)用胶带封好制胶板两端,插入适当梳子,再将溶解的琼脂糖倒入,室温冷却凝固,大约30min。
(4)把凝固的琼脂糖胶放入电泳槽中,将DNA样品与加样缓冲液按4:1混匀后,用微量
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