[吳志航、賴爾珉、郭志鴻] 突破基因表現的物種限制,開拓跨物種植物基因功能研究與生物技術應用的新契機
發稿時間:植物基因功能研究長期仰賴農桿菌介導的暫時性基因表現技術,但傳統菌株在許多重要作物中的效率有限,限制了相關研究的發展。中央研究院植物暨微生物學研究所研究團隊(吳志航、賴爾珉、郭志鴻)與英國倫敦帝國學院Tolga Bozkurt及英國劍橋大學Lida Derevnina合作,利用髮根根瘤菌 Rhizobium rhizogenes AS109,成功將暫時性基因表現技術拓展至多種重要作物。研究成果發表於國際期刊《PLOS Biology》。
AS109 為中研院團隊先前透過探索農桿菌天然多樣性所開發的新型菌株。本跨國合作進一步證實,AS109 不僅能在茄科植物中高效率表現外源基因,也適用於旋花科、菊科及豆科等不同植物類群,大幅拓展基因功能研究的應用範圍。
研究團隊更成功利用 AS109 在重要豆科作物蠶豆(faba bean)建立蛋白質定位、基因沉默、病原菌感染及植物免疫受體功能分析等實驗平台。透過將茄科植物的免疫受體導入蠶豆,研究人員證實不同植物科別間的免疫辨識與訊息傳遞系統具有一定程度的功能相容性,為跨物種抗病基因的研究與應用提供新方向。
這項研究不僅突破傳統植物基因表現技術的物種限制,也為過去缺乏分子研究工具的非模式作物提供快速、便利的功能分析平台。未來可望加速植物基因功能解析、免疫機制研究及作物抗病技術的開發。
本研究在台灣執行的部分由中央研究院關鍵突破計畫及植微所經費支持,為植微所吳志航、賴爾珉、與郭志鴻三位老師實驗室與國際團隊的合作成果。兩名共同第一作者為Freddie King (英國倫敦帝國理工學院博士生) 及洛胡安 (中研院國際研究生學程博士生)。