Levansucrase activity but not fructan accumulation in transgenic lsdA-expressing sugarcane recovered by optimized microprojectile bombardment of embryogenic calli



Título del documento: Levansucrase activity but not fructan accumulation in transgenic lsdA-expressing sugarcane recovered by optimized microprojectile bombardment of embryogenic calli
Revista: Biotecnología aplicada
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000348701
ISSN: 0864-4551
Autors: 1
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Institucions: 1Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología, La Habana. Cuba
2Cuba
3Cuba
Any:
Volum: 28
Número: 4
Paginació: 216-220
País: Cuba
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, aplicado
Resumen en español La caña de azúcar (Saccharum spp. hybrid) constituye un cultivo ideal para la producción transgénica de fructanos a altos niveles debido a su marcada eficiencia en fijar el carbono atmosférico y almacenar sacarosa. Como otras gramíneas, la caña de azúcar se comporta recalcitrante a la transformación genética. En este trabajo se optimizó la transformación de caña de azúcar cv. C1051-73 vía bombardeo de callos embriogénicos. El empleo de los genes de la proteína verde fluorescente potenciada (eGFP) y la neomicina fosfotransferasa II (nptII), ambos bajo el control del promotor Ubi-1 de maíz, permitió la detección temprana de los eventos de transformación y la selección de transformantes estables, respectivamente. Los callos bombardeados a distancia de 11 cm y presión de argón de 90 PSI mostraron la mayor eficiencia de entrada del ADN a la célula y no presentaron daños drásticos. El incremento de la concentración de geneticina de 20 mg/L en el estadio de callos, a 25 mg/L en los pasos de formación de brotes previno la generación de plantas falsas positivas o mosaicos. Con el objetivo de producir fructanos en caña de azúcar, se obtuvieron 20 líneas transgénicas portadoras del gen de la levanasacarasa de Gluconacetobacter diazotrophicus (lsdA) fusionado a señales de localización vacuolar. Experimentos de Southern blot y PCR confirmaron la presencia del gen quimérico lsdA en el genoma de plantas crecidas y ahijadas en el campo. Ninguna planta acumuló levana en hojas o tallos maduros, a pesar la detección de actividad levanasacarasa en los extractos foliares de una de las líneas
Resumen en inglés Sugarcane (Saccharum spp. hybrid) emerges as an ideal crop for the cost-effective transgenic production of fructans due to its high efficiency for fixing carbon and storing the substrate sucrose. As other gramineous species, sugarcane is recalcitrant to genetic transformation. In this work, we optimized conditions for the transformation of sugarcane cv. C1051-73 via microprojectile bombardment of embryogenic calli. The genes encoding the enhanced green-fluorescent protein (eGFP) and the neomycin phosphotransferase (nptII), both under the control of the maize ubiquitin 1 (Ubi-1) promoter, were used for the early detection of transient transformation events and for the selection of stable transformants, respectively. DNA was efficiently delivered into the cell without causing drastic damages in calli bombarded at the distance of 11 cm and the argon pressure of 90 PSI. Non-mosaic transgenic plantlets were recovered by increasing the geneticin concentration from 20 mg/L during callus growth to 25 mg/L for the shooting and rooting steps. Moreover, using the optimized transformation procedure, we recovered twenty transgenic sugarcane lines carrying the Gluconacetobacter diazotrophicus levansucrase gene (lsdA) modified for vacuolar targeting of the enzyme, as a strategy for fructan production. Southern blot and PCR analysis revealed the stable presence of the chimaeric lsdA in the primary stalk and sprouts of plants grown under field conditions. None of the transgenic lines accumulated levan in mature stems or leaves, although one of them showed evident levansucrase activity in leaf extracts
Disciplines Biología
Paraules clau: Fisiología vegetal,
Genética,
Biotecnología,
Caña de azúcar,
Plantas transgénicas,
Levanasacarasa,
Bioproducción,
Fructanos
Keyword: Biology,
Genetics,
Plant physiology,
Biotechnology,
Sugar cane,
Transgenic plants,
Levansucrase,
Bioproduction,
Fructanes
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