Background Switchgrass (Panicum virgatum L.), a North American prairie grassland species, is a potential lignocellulosic biofuel feedstock owing to its wide adaptability and biomass production. Production and genetic manipulation of switchgrass should be useful to improve its biomass composition and production for bioenergy applications. The goal of this project was to develop a high-throughput stable switchgrass transformation method using Agrobacterium tumefaciens with subsequent plant regeneration. Results Regenerable embryogenic cell suspension cultures were established from friable type II callus-derived inflorescences using two genotypes selected from the synthetic switchgrass variety 'Performer' tissue culture lines 32 and 605. The cell suspension cultures were composed of a heterogeneous fine mixture culture of single cells and aggregates. Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 was optimum to transfer into cells the pANIC-10A vector with a hygromycin-selectable marker gene and a pporRFP orange fluorescent protein marker gene at an 85% transformation efficiency. Liquid cultures gave rise to embryogenic callus and then shoots, of which up to 94% formed roots. The resulting transgenic plants were phenotypically indistinguishable from the non-transgenic parent lines. Conclusion The new cell suspension-based protocol enables high-throughput Agrobacterium-mediated transformation and regeneration of switchgrass in which plants are recovered within 6-7 months from culture establishment.

中文翻译：

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用于柳枝稷 (Panicum virgatum L.) 高容量遗传转化和再生的胚胎细胞悬液。

背景柳枝稷（ Panicum virgatum L.）是一种北美草原草原物种，由于其广泛的适应性和生物质产量，是一种潜在的木质纤维素生物燃料原料。柳枝稷的生产和遗传操作应有助于改善其生物质组成和生物能源应用的生产。该项目的目标是利用根癌农杆菌开发一种高通量稳定的柳枝稷转化方法，并随后进行植物再生。结果 使用从合成柳枝稷品种“Performer”组织培养系 32 和 605 中选择的两种基因型，从易碎的 II 型愈伤组织衍生的花序中建立了可再生胚发生细胞悬浮培养物。细胞悬浮培养物由单细胞和聚集体的异质精细混合物培养物组成。根癌农杆菌菌株 GV3101 最适合以 85% 的转化效率将具有潮霉素选择标记基因和 pporRFP 橙色荧光蛋白标记基因的 pANIC-10A 载体转移到细胞中。液体培养产生胚性愈伤组织，然后产生芽，其中高达 94% 形成了根。所得转基因植物在表型上与非转基因亲本系无法区分。结论 新的基于细胞悬浮的方案能够实现高通量农杆菌介导的柳枝稷转化和再生，其中植物在培养建立后 6-7 个月内恢复。根癌农杆菌菌株 GV3101 最适合以 85% 的转化效率将具有潮霉素选择标记基因和 pporRFP 橙色荧光蛋白标记基因的 pANIC-10A 载体转移到细胞中。液体培养产生胚性愈伤组织，然后产生芽，其中高达 94% 形成了根。所得转基因植物在表型上与非转基因亲本系无法区分。结论 新的基于细胞悬浮的方案能够实现高通量农杆菌介导的柳枝稷转化和再生，其中植物在培养建立后 6-7 个月内恢复。根癌农杆菌菌株 GV3101 最适合以 85% 的转化效率将具有潮霉素选择标记基因和 pporRFP 橙色荧光蛋白标记基因的 pANIC-10A 载体转移到细胞中。液体培养产生胚性愈伤组织，然后产生芽，其中高达 94% 形成了根。所得转基因植物在表型上与非转基因亲本系无法区分。结论 新的基于细胞悬浮的方案能够实现高通量农杆菌介导的柳枝稷转化和再生，其中植物在培养建立后 6-7 个月内恢复。液体培养产生胚性愈伤组织，然后产生芽，其中高达 94% 形成了根。所得转基因植物在表型上与非转基因亲本系无法区分。结论 新的基于细胞悬浮的方案能够实现高通量农杆菌介导的柳枝稷转化和再生，其中植物在培养建立后 6-7 个月内恢复。液体培养产生胚性愈伤组织，然后产生芽，其中高达 94% 形成了根。所得转基因植物在表型上与非转基因亲本系无法区分。结论 新的基于细胞悬浮的方案能够实现高通量农杆菌介导的柳枝稷转化和再生，其中植物在培养建立后 6-7 个月内恢复。