基因枪在植物应用方面的多样性

威泰克2014-12-08

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引言

依靠航空气体动力学原理设计的枪筒，GDS-80能够以非常低的气体压力进行微粒加速基因传递。

凭借先进的加速原理，在性能方面GDS-80低于80 psi的气压设置，与传统基因传递系统中需要数百甚至上千psi气压设置的传递效果相当，甚至更优。此外，GDS-80便携式的外形可以很容易地搭配各种配件并应用在不同的样品上。本文中将展示出一些典型植物样本，通过GDS-80进行的基因转染的实验效果。针对不同的样本特性，文中相对应地使用了不同配件协助进行轰击。

通用目标间隔套件（UTS-10）是一套多用的轰击辅助配件。UTS-10可适用于活体植物叶片（LC-10套件部分）和粉状的样本（比如：愈合组织和球茎）的基因传递。目标间隔件是一个碗状的不锈钢材质盖子，盖子上面有很多孔隙。在校准GDS-80的均匀传递能力时，应采用固定间距为3 cm或6 cm的目标间隔件，确保每一次的轰击传递均匀。目标间隔件同时还可以直接应用于样本轰击时的辅助，封盖上的气孔可以让GDS-80枪体中射出的气体在不损失样本的情况下轻易从封盖中释放出去。

UTS-10

目标间隔件

设备和材料

1.GDS-80（S / N：WGB09O001）、软管套件和气压调节阀（Wealtec）
2.内含超过1000psi，纯度为99.999％氦气瓶
3.通用目标间隔套件，UTS-10（Wealtec）
4.3 cm和6 cm的目标间隔件（Wealtec）
5.来自各样板实验室的植物样本
6.质粒DNA由样板实验室提供

步骤

1.根据说明书中所描述的标准操作流程，安装GDS-80系统。
2.在实验之前，需要使用恰当的方式对整套设备以及材料进行消毒。
3.在无菌操作台中，将枪管和样本套筒组装于GDS-80主体上，通过软管接头将GDS-80系统连接到气体钢瓶。
4.将传输压力按要求进行设定，气体流速为约10-15L/每分钟。
5.在进行轰击前，准备好DNA质粒/金粉混合溶液。（1µg DNA / 0.6 mg金粉）
6.准备适量的样品，并在使用前进行消毒。
7.（a）对于UTS-10，请按说明书中指示组装。将样品放置在四爪叶夹的中部或放置在贮粉室的底部。调节枪口与样品间的适当距离，并使用四爪叶夹或花粉筒阻隔盖闭合整个系统。（b）若使用目标间隔件，需将样本放置于直径10 cm的培养皿中间。
8.确保完全清除样本周围的培养基或蒸馏水。
9.将一份10μL DNA样本溶液加入到GDS-80枪套管中的加样孔内。
10.（a）用UTS-10时，需使用闭合系统执行轰击。（b）用目标间隔件时，需使枪筒垂直地附在3 cm或6 cm的目标垫片上方。
11.扣动扳机以传递DNA样本。
12.将样品转移到新培养基中进行下一步培养。

结果

(a)

(b)

(c)

图1. 使用UTS-10和LC-10套件传递样本：（a）绿色荧光蛋白基因，使用LC-10套件轰击后的烟草叶片（b）绿色荧光蛋白基因，使用LC-10套件轰击后的藜属叶片（c）绿色荧光蛋白基因，使用UTS-10套件轰击后的水稻愈伤组织。

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

图2. 用目标间隔件轰击的样品：（a）玉米胚（b）兰花原球茎（c）兰花花瓣（d）兰花叶（e）含有GUS基因的洋葱表皮转染（f）含有绿色荧光蛋白基因的水稻愈伤组织

结论

这篇文章中的样本都是按照Wealtec GDS-80 Cook Books中所描述条件进行的操作，不同的样品需要不同的传送条件。其中一些是通过UTS-10配件辅助进行的轰击（图1），另一些是通过目标间隔件进行的轰击（图2）。每种样本都经过多次反复验证，确保可以在相同条件下提供同样优质的结果。

GDS-80再次被证明可以用很低的压力传送设定将生物粒子高效导入目标细胞中，并且操作简单易行。对成熟植物目标样本，GDS-80仅需要范围在30-60 psi的气体压力传送，降低了操作者使用高压器具的潜在风险，并降低了高气压震波对目标样本和细胞的损害。在以上两种配件的辅助下，我们也看到了GDS-80更多的应用可能性。用户可以方便地查阅Wealtec为GDS-80准备的Cook Book，找出符合自己需要的转染方法。