Background Functional genomic studies using genetics approaches of conifers are hampered by the complex and enormous genome, long vegetative growth period, and exertion in genetic transformation. Thus, the research carried out on gene function in Pinus tabuliformis is typically performed by heterologous expression based on the model plant Arabidopsis. However, due to the evolutionary and vast diversification from non-flowering (gymnosperms) to flowering (angiosperms) plants, several key differences may alter the underlying genetic concerns and the analysis of variants. Therefore, it is essential to develop an efficient genetic transformation and gene function identification protocol for P. tabuliformis. Results In the present study we established a highly efficient transgene Agrobacterium-mediated transient expression system for P. tabuliformis. Using a β-glucuronidase gene (GUS) as a reporter gene expression, the highest transformation efficiency (70.1%) was obtained by co-cultivation with Agrobacterium strain GV3101 at an optical density at 600 nm of 0.8, with 150 μM acetosyringone for 30 min followed by 3 days in the dark at 23 ± 1 °C. This protocol would be applied to other conifers; GUS staining was observed 24 h post-infection. Conclusions We report a simple, fast, and resilient system for transient Agrobacterium-mediated transformation high-level expression of target genes in P. tabuliformis, which will also improve transformation efficiency in other conifer species.

中文翻译：

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农杆菌介导的油松瞬时转化的有效系统。

背景 使用针叶树遗传学方法的功能基因组研究受到复杂和庞大的基因组、长的营养生长期和遗传转化的努力的阻碍。因此，对油松基因功能的研究通常是通过基于模式植物拟南芥的异源表达来进行的。然而，由于从非开花（裸子植物）到开花（被子植物）植物的进化和巨大多样化，一些关键差异可能会改变潜在的遗传问题和变异分析。因此，有必要为 P. tabuliformis 开发一种有效的遗传转化和基因功能鉴定方案。结果在本研究中，我们建立了一种高效的转基因农杆菌介导的油棕假单胞菌瞬时表达系统。使用β-葡萄糖醛酸酶基因（GUS）作为报告基因表达，通过与农杆菌菌株GV3101在600 nm处的光密度为0.8、150 μM乙酰丁香酮共培养30分钟获得最高转化效率（70.1%）然后在 23 ± 1 °C 的黑暗中放置 3 天。该协议将适用于其他针叶树；感染后 24 小时观察 GUS 染色。结论 我们报告了一种简单、快速且有弹性的系统，用于在 P. tabuliformis 中瞬时农杆菌介导的高水平转化靶基因，这也将提高其他针叶树物种的转化效率。用 150 μM 乙酰丁香酮 30 分钟，然后在 23 ± 1 °C 的黑暗中放置 3 天。该协议将适用于其他针叶树；感染后 24 小时观察 GUS 染色。结论 我们报告了一种简单、快速且有弹性的系统，用于在 P. tabuliformis 中瞬时农杆菌介导的高水平转化靶基因，这也将提高其他针叶树物种的转化效率。用 150 μM 乙酰丁香酮 30 分钟，然后在 23 ± 1 °C 的黑暗中放置 3 天。该协议将适用于其他针叶树；感染后 24 小时观察 GUS 染色。结论 我们报告了一种简单、快速且有弹性的系统，用于在 P. tabuliformis 中瞬时农杆菌介导的高水平转化靶基因，这也将提高其他针叶树物种的转化效率。