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[賴爾珉/郭志鴻/吳志航] 花期選擇與免疫迴避增進農桿菌介導轉殖及基因編輯效率

由農桿菌介導的花器接種轉殖法為在模式植物阿拉伯芥進行基因轉殖及編輯最普遍的方法,然而其轉殖效率、作用機制以及在其他植物上的應用仍有侷限。為突破此限制,研究團隊建立了雙重報導系統,即時追蹤農桿菌感染、轉殖效率與胚珠存活率。研究發現在接種後 5 至 9 天開放的花朵為主要的轉殖時期,在第 6 天達到高峰時,幾乎所有的果莢中皆可偵測到轉殖成功的子代,並獲得約高達26%的轉殖效率。然而,農桿菌感染會影響胚珠發育,但缺乏EFR免疫受體的 efr 突變株則有較多發育成功的胚珠,進而得到較高的基因編輯效率。研究團隊進一步利用基因工程改造出「隱形」農桿菌菌株AS201與AS202以迴避 EFR 的辨識,結果可同時提升瞬時基因表現與基因編輯效率。

透過結合花部發育階段的選擇、免疫迴避策略與農桿菌基因改造,研究團隊提供了一個實用的實驗平台來優化植物基因工程的方法,並證明在無需抗生素篩選的情況下,可在第一代就獲得基因編輯的植株。

本研究為中央研究院植物暨微生物學研究所賴爾珉郭志鴻吳志航三位老師的合作成果。劉茂森博士與黃登魁博士為共同第一作者,並由王奕杰與王思翀提供技術支援。研究經費由本院「關鍵突破計畫」補助。成果發表於”新植物學家” (New Phytologist)期刊。

Mao-Sen Liu, Teng-Kuei Huang, Yi-Chieh Wang, Si-Chong Wang, Chih-Hang Wu, Chih-Horng Kuo and Erh-Min Lai. Floral stage optimization and immune evasion enhance Agrobacterium-mediated genome editing in Arabidopsis. New Phytologist (2025). doi: 10.1111/nph.70795