植物原生質(zhì)體制備及轉(zhuǎn)化試劑盒                               

●  產(chǎn)品組成：

● 產(chǎn)品簡介：

植物原生質(zhì)體是指脫去全部細(xì)胞壁由質(zhì)膜包被的具有生命活力的裸露細(xì)胞。它具有細(xì)胞生命特征和全能型，是細(xì)胞無性系變異和突變體篩選的重要來源，同時(shí)也是植物遺傳工程的理想受體和遺傳改良的理想材料。酶解法分離原生質(zhì)體是一個(gè)常用的技術(shù)，其原理是植物細(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素和果膠質(zhì)組成，因而使用纖維素酶、半纖維素酶、離析酶和果膠酶能降解細(xì)胞壁成分，去除細(xì)胞壁，即可得到原生質(zhì)體。許多方法可誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，現(xiàn)在被廣泛采用的融合方法是聚乙二醇（PEG）法。聚乙二醇（PEG）作為一種高分子化合物，合適的濃度能對(duì)原生質(zhì)體產(chǎn)生瞬間沖擊效應(yīng)，原生質(zhì)體很快發(fā)生收縮與粘連，隨后用高鈣高pH法進(jìn)行清洗，使原生質(zhì)體融合得以完成。

按照每次使用5 ml酶消化體系計(jì)算，本試劑盒可用于40次酶消化反應(yīng)。本試劑盒每個(gè)5 ml反應(yīng)體系可處理0.1 g左右的擬南芥葉片(約10~15葉片)，操作較好的情況下每5 ml體系可獲得約50-70萬個(gè)原生質(zhì)體(不同植物不同操作會(huì)有一定的差異)，可滿足約25-70個(gè)樣品的原生質(zhì)體質(zhì)粒轉(zhuǎn)染操作(按照每樣1-2萬個(gè)細(xì)胞計(jì)算)。

原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化時(shí)，本試劑盒可以用于相當(dāng)于6孔板40個(gè)孔的樣品，12孔板80個(gè)孔的樣品，或24孔板160個(gè)孔的樣品的轉(zhuǎn)化。

● 貯存和效期：

-20oC保存，至少一年有效。

組分I，II，III，V 4℃存放3-5天不會(huì)影響使用效果，長期不用，按照標(biāo)簽℃貯存。

試劑盒常溫運(yùn)輸。

● 使用說明：

   需要準(zhǔn)備的材料（試劑盒不提供）：

   剪尖吸頭（剪尖后可以用酒精燈過火將吸頭處理平滑）；纖維素酶R-10；離析酶R-10；平頭鑷子；70μm細(xì)胞過濾篩；一次性刀片；50ml離心管；1.5ml離心管；水浴鍋。

一、原生質(zhì)體分離：

即用型酶溶液配制

注：即用型酶溶液現(xiàn)用現(xiàn)配，不建議配制后凍存后再使用；

溶解好的正常酶溶液應(yīng)為澄清棕黃色溶液，如使用純度不好的酶，溶液為不溶解的乳白色懸濁液，不能使用。

1. 酶解：

取生長狀態(tài)良好的葉片切成0.5-1 mm的小條，按照0.1 克葉片（擬南芥約15-20個(gè)葉片）加5 ml即用型酶溶液的比例迅速將切割好的葉片小條浸泡于酶溶液中，避光，無需震蕩，常溫（20-25℃）酶解3小時(shí)，間歇混勻。

注：酶解時(shí)間與葉片種類，葉片生長狀態(tài)有關(guān)，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要適當(dāng)調(diào)整酶解時(shí)間。3小時(shí)為擬南芥葉片推薦的酶解時(shí)間。如條件允許，可以使用微型真空泵常溫避光條件下抽真空30 min，以使酶溶液更好地進(jìn)入細(xì)胞間隙。酶溶液變?yōu)榫G色表明有原生質(zhì)體已經(jīng)有分離，溶液為濃綠色表明原生質(zhì)體已經(jīng)大量分離。擬南芥原生質(zhì)體大小約為30-50 μm，顯微鏡鏡檢后確定是否分離。葉片原生質(zhì)體細(xì)胞顯微鏡下為綠色圓球狀，葉綠體分散在整個(gè)細(xì)胞內(nèi)，說明狀態(tài)較好；如呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，說明原生質(zhì)體破碎或即將破碎。

2. 漂洗：

酶解后加入等體積的溶液II，如使用5 ml酶解體系，加入5 ml溶液II，輕柔混勻。

3. 過濾：

用孔徑70 μm篩網(wǎng)過濾步驟2中的溶液，去除未消化的葉片，收集濾出液于50 ml離心管中。

4. 第一次收集：

濾出液100g常溫離心 2分鐘，盡量去除上清。

注：為了避免原生質(zhì)體離心時(shí)貼在管壁，建議整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程使用水平轉(zhuǎn)頭；離心時(shí)，可調(diào)低離心機(jī)的升速和降速。升速過快，原生質(zhì)體可能離到管壁上；降速過快，可能導(dǎo)致管底原生質(zhì)體懸起。

5. 第二次收集：

加入2-5 ml 溶液II，用剪尖的藍(lán)吸頭重懸原生質(zhì)體，冰浴30分鐘，原生質(zhì)體在重力作用下可以沉降到離心管底部，盡量吸除上清，收集原生質(zhì)體。(如果發(fā)現(xiàn)原生質(zhì)體沉降的速度比較慢或者得率比較低，也可以考慮常溫100 g離心1-2 min收集原生質(zhì)體)。

6. 重懸：

小心去除上清溶液，不要觸動(dòng)原生質(zhì)體沉淀，沉淀用剪尖的藍(lán)吸頭重懸于1 ml溶液III中即為原生質(zhì)體溶液。（可以用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)，根據(jù)原生質(zhì)體數(shù)量調(diào)整溶液III的加入體積，使得原生質(zhì)體密度為2×10⁵/ml或更高）。

注：制備好的原生質(zhì)體可以在4oC或冰浴保存至少24 h。

二、原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化和培養(yǎng)：

  1. 轉(zhuǎn)化溶液配制：

植物原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化參考下表根據(jù)樣品量配制轉(zhuǎn)化溶液。

轉(zhuǎn)化溶液現(xiàn)用現(xiàn)配。轉(zhuǎn)化溶液需要在轉(zhuǎn)化前至少1小時(shí)配制，以確保轉(zhuǎn)化試劑溶解充分。轉(zhuǎn)化溶液配制后盡量當(dāng)天使用。配制好的轉(zhuǎn)化溶液4℃保存3-5天之內(nèi)仍然有較好的轉(zhuǎn)化效率，但和當(dāng)天配制的轉(zhuǎn)化溶液相比，轉(zhuǎn)化效果可能會(huì)有一定程度的下降。

2. 準(zhǔn)備質(zhì)粒：

取10 μl質(zhì)粒DNA(10-20 μg，濃度為1-2 μg/μl)于1.5 ml 離心管中。

注：質(zhì)粒大小建議為5-10 kb，質(zhì)粒濃度為1-2 μg/μl左右；

原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化對(duì)于質(zhì)粒的純度要求較高，盡量使用高純度的質(zhì)粒。

3. 質(zhì)粒轉(zhuǎn)化：

3.1 質(zhì)粒管中加入100 μl原生質(zhì)體溶液（原生質(zhì)體密度為2×10⁵/ml，約2萬個(gè)原生質(zhì)體），輕柔混勻。

3.2 加入等體積即110 μl 步驟1事先準(zhǔn)備好的轉(zhuǎn)化溶液，輕彈管底，輕柔混勻，常溫25℃放置5-15分鐘。

注：最長可以孵育15 min，但通常孵育5min時(shí)間已經(jīng)足夠。最佳的孵育時(shí)間對(duì)于不同的原生質(zhì)體和不同的質(zhì)粒需要通過實(shí)驗(yàn)摸索。

4. 終止轉(zhuǎn)化：

加入2倍體積即440 μl 溶液II，輕柔徹底混勻，終止轉(zhuǎn)化過程。

5. 收集原生質(zhì)體：

常溫100g離心1-2分鐘，盡量去除上清。

注：由于轉(zhuǎn)化后的溶液會(huì)非常粘稠，加入溶液II后離心1 min通?？梢允乖|(zhì)體聚集在管底，但使用某些突變體時(shí)為減少原生質(zhì)體損失，可將離心時(shí)間延長到2 min。

6. 原生質(zhì)體漂洗：

  加入500 μl溶液II輕輕重懸原生質(zhì)體，常溫100g離心1 min，盡量去除殘留的上清。注：本步驟可以充分去除殘留的轉(zhuǎn)染試劑溶液中的組分，避免轉(zhuǎn)染試劑溶液中的組分對(duì)于后續(xù)的不良影響。

7. 原生質(zhì)體重懸：

沉淀中加入1 ml溶液V，輕柔重懸。

8. 原生質(zhì)體培養(yǎng)：

將離心管水平放置，23-25oC弱光培養(yǎng)。

注：根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求確定孵育時(shí)間。RNA分析孵育2-6小時(shí)；酶活性分析和蛋白標(biāo)記實(shí)驗(yàn)孵育2-16小時(shí)；基因編輯的效果在轉(zhuǎn)染24小時(shí)后可能被檢測到。

三、實(shí)驗(yàn)示例：

 使用原生質(zhì)體植物原生質(zhì)體制備及轉(zhuǎn)化試劑盒轉(zhuǎn)染擬南芥原生質(zhì)體的效果圖。

實(shí)驗(yàn)步驟：稱取0.48 g轉(zhuǎn)化試劑于2 ml 離心管中，加入轉(zhuǎn)化試劑溶解液后，顛倒混勻，蒸餾水定容至2 ml，使轉(zhuǎn)化試劑充分溶解后備用。在2 ml的圓底離心管中加入10 μl（20 μg）EGFP質(zhì)粒 (植物用綠色熒光蛋白)，加入100 μl制備好的原生質(zhì)體，輕柔混勻后加入110 μl當(dāng)日配制好的轉(zhuǎn)化試劑溶液，輕柔混勻，常溫靜置5 min后加入440 μl溶液II終止轉(zhuǎn)化，輕輕顛倒混勻，常溫100 g離心1 min，去除上清，再加入0.5 ml溶液II，輕柔重懸原生質(zhì)體，常溫100 g離心1 min后，盡量去除上清，收集原生質(zhì)體。加入1 ml溶液V，小心重懸原生質(zhì)體后水平放置25℃培養(yǎng)過夜(約16h)，次日于熒光顯微鏡下檢測EGFP熒光信號(hào)。

纖維素酶R-10

離析酶R-10

果膠酶Y-23

一次性細(xì)胞過濾篩

不銹鋼細(xì)胞過濾篩

植物原生質(zhì)體提取試劑盒發(fā)表文章列表（15篇）

1. [IF=3.19] TaEXPB7-B,a -expansin gene involved in low-temperature stress and abscisic acid responses, promotes growth and cold resistance in Arabidopsis thaliana.

實(shí)驗(yàn)植物：小麥

Author: Xu Feng, Yongqing Xu, Lina Peng, Xingyu Yu, Qiaoqin Zhao, Shanshan Feng, Ziyi Zhao, Fenglan Li, Baozhong Hu.

Journal: J Plant Physiology 2019

Institution：  College of Life Sciences, Northeast Agricultural University

Paper link：http://www.plantphysiol.org/content/174/4/2487

2. [IF=5.36] Involvement of the chloroplast gene ferredoxin 1 in multiple responses of Nicotiana benthamiana to Potato virus X infection. 

實(shí)驗(yàn)植物：煙草

Author: Xue Yang, Yuwen Lu, Fang Wang, Ying Chen, Yanzhen Tian, Liangliang Jiang, Jiejun Peng, Hongying Zheng, Lin Lin, Chengqi Yan, Michael Taliansky, Stuart MacFarlane, Yuanhua Wu,  Jianping Chen and Fei Yan

Journal: Journal of Experimental Botany, 2020，Vol.71, No. 6,2142–2156, 

Institution：Institute of Plant Virology, Ningbo University 

Paper link：https://academic.oup.com/jxb/article/71/6/2142/5686178?login=true

3. [IF=7.228]  Turnip mosaic virus impairs perinuclear chloroplast clustering to facilitate viral infection

實(shí)驗(yàn)植物：煙草

Author:Yushan Zhai, Quan Yuan, Shiyou Qiu, Saisai Li, Miaomiao Li, Hongying Zheng, Guanwei Wu, Yuwen Lu, Jiejun Peng, Shaofei Rao, Jianping Chen, Fei Yan

Journal: Plant Cell Enviroment, 2021，30 July 

Institution：Institute of Plant Virology, Ningbo University 

Paper link：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14157

4. [IF=5.64]  A Novel, Small Cysteine-Rich Effector, RsSCR10 in Rhizoctonia solani Is Sufficient to Trigger Plant Cell Death

實(shí)驗(yàn)植物：水稻

Author:Xianyu Niu, Guijing Yang, Hui Lin, Yao Liu, Ping Li and Aiping Zheng

Journal: Fronties in Microbiology August 2021 | Volume 12 | Article 684923 

Institution：Sichuan Agricultural University

Paper link：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.684923/full

5. [IF=9.8]  Synthesis of flavour-related linalool is regulated by PpbHLH1 and associated with changes in DNA methylation during peach fruit ripening

實(shí)驗(yàn)植物：煙草

Author: Chunyan Wei, Hongru Liu, Xiangmei Cao, Minglei Zhang, Xian Li, Kunsong Chen and Bo Zhang

Journal: Plant Biotechnology Journal (2021) 19, pp. 2082–2096 

Institution：Laboratory of Fruit Quality Biology/Zhejiang Provincial Key Laboratory of Horticultural Plant Integrative Biology, Zhejiang University

Paper link：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13638

6. [2020IF=1.04]  EoPHR2, a Phosphate Starvation Response Transcription Factor, Is Involved in Improving Low-Phosphorus Stress Resistance in Eremochloa ophiuroides

實(shí)驗(yàn)植物：擬南芥

Author: Ying Chen1,#, Chuanqiang Liu1,#, Qingqing He1, Jianjian Li2, Jingjing Wang2, Ling Li2, Xiang Yao2, Shenghao Zhou3, Haoran Wang

Journal: Phyton Vol.91, No.3, 2022, pp.651-665

Institution： Institute of Botany, Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences

Paper link：https://www.techscience.com/phyton/v91n3/45309

7. [2021IF=3.2]  Establishment and optimization of PEG-mediated protoplast transformation in the microalga Haematococcus pluvia

實(shí)驗(yàn)材料：雨生紅球藻 Haematococcus pluvia

Author: Chunli Guo，Muhammad Anwar， Rui Mei，Xinyi Li， Di Zhao，Yanan Jiang， Jieyi Zhuang， Chen Liu，Chaogang Wang， Zhangli Hu

Journal: Journal of Applied Phycology. Published online 07 March 2022

Institution：College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University

Paper link： https://link.springer.com/article/10.1007/s10811-022-02718-x

8. [2021 IF=5.9] The Genome-Wide Identification of Long Non-Coding RNAs Involved in Floral Thermogenesis in Nelumbo nucifera Gaertn

實(shí)驗(yàn)材料：睡蓮 Nelumbo nucifera Gaertn

Author: Jing Jin , Yu Zou, Ying Wang, Yueyang Sun, Jing Peng and Yi Ding

Journal: Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 4901.

Institution：College of Life Sciences, Guizhou University，College of Life Sciences, Wuhan University

Paper link： https://www.mdpi.com/1422-0067/23/9/4901

9. [2021 IF=17.9] Genome-wide association analysis reveals a novel pathway mediated by a dual-TIR domainprotein for pathogen resistance in cotton

實(shí)驗(yàn)材料：棉花

Author: Yihao Zhang, Yaning Zhang, Xiaoyang Ge, Yuan Yuan, Yuying Jin, Ye Wang, Lihong Zhao, Xiao Han, Wei Hu, Lan Yang, Chenxu Gao, Xi Wei, Fuguang Li, Zhaoen Yang

Journal: Genome Biology  (2023) 24:111

Institution：Institute of Cotton Research, Chinese Academy of Agricultura Sciences

Paper link： https://doi.org/10.1186/s13059-023-02950-9

10. [2022 IF=7.4] Rose long noncoding RNA lncWD83 promotes flowerin by modulating ubiquitination of the floral repressor RcMYC2L

實(shí)驗(yàn)材料：Rose 玫瑰

Author: Chen Yeqing ,Lu  Jun ,Wang Weinan ,Fan Chunguo ,Yuan Guozhen ,Sun  Jingjing ,Liu  Jinyi ,Wang Changquan

Journal: Plant Physiol (2023) Published: 19 September 2023

Institution：College of Horticulture, Nanjing Agricultural University

Paper link： https://doi.org/10.1093/plphys/kiad502

11. [2022 IF=17.4] Functionalized carbon nano-enabled plant ROS signal engineering for growth / defense balance

實(shí)驗(yàn)材料：擬南芥

Author: Zhijiang Guo , Qiong Chen , Taibo Liang , Baoyuan Zhou , Suhua Huang , Xiufeng Cao, Xiuli Wang , Zaisong Ding, Jiangping Tu

Journal: Nano Today 53 (2023) 102045

Institution：School of Materials Science and Engineering, Zhejiang University

Paper link：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2023.102045

12. [2022 IF=13.8] Unveiling the mechanism of broad-spectrum blast resistance in rice: The collaborative role of transcription factor OsGRAS30 and histone deacetylase OsHDAC1

實(shí)驗(yàn)材料：水稻

Author: Jiaqi Hou, Huangzhuo Xiao, Peng Yao, Xiaoci Ma, Qipeng Shi, Jin Yang, Haoli Hou and Lijia Li

Journal: Plant Biotechnology Journal (2024), pp. 1–17

Institution：State Key Laboratory of Hybrid Rice, College of Life Sciences, Wuhan University

Paper link：https://doi.org/10.1111/pbi.14299

13. [2022 IF=7.2] NnSnRK1-NnATG1-mediated autophagic cell death governs flower bud abortion in shaded lotus

實(shí)驗(yàn)材料：荷花

Author: Xiehongsheng Li, Yingchun Xu, Zongyao Wei, Jiaying Kuang, Mingzhao She, Yanjie Wang and Qijiang Jin

Journal: Plant J (2024) 117, 979–998

Institution：College of Horticulture, Nanjing Agricultural University

Paper link： https://doi.org/10.1111/tpj.16655

14. [2022 IF=7.5] The dynamic TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90 complex modulates NLR-protein-mediated antiviral immunity in wheat.

實(shí)驗(yàn)材料：小麥

Author: Haichao Hu, Tianye Zhang, Jinnan Wang, Jun Guo, Yaoyao Jiang, Qiansheng Liao, Lu Chen, Qisen Lu,Peng Liu, Kaili Zhong, Jiaqian Liu, Jianping Chen, Jian Yang

Journal: Cell Reports 43, 114765, October 22, 2024

Institution：Institute of Plant Virology, Ningbo University

Paper link： https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114765

15. [2023 IF=14.3] Natural SNP Variation in GbOSM1 Promotor Enhances Verticillium Wilt Resistance in Cotton.

實(shí)驗(yàn)材料：棉花

Author: Guilin Wang, Dayong Zhang, Haitang Wang, Jinmin Kong, Zhiguo Chen, Chaofeng Ruan, Chaoyang Deng, Qihang Zheng, Zhan Guo, Hanqiao Liu, Weixi Li, Xinyu Wang,and Wangzhen Guo

Journal: Advanced Science 2024, 2406522

Institution：Nanjing Agricultural University

Paper link：https://doi.org/10.1002/advs.202406522