菊花（Chrysanthemum × morifolium Ramat.）是全球第二大观赏花卉，兼具极高的观赏价值、文化价值和经济价值。花器官性状（花色、花型、花香等）的遗传改良是菊花育种的核心目标，然而传统育种周期长、效率低，现有基因功能验证技术也严重限制了分子育种的进程。因此，建立高效的瞬时转化体系对于快速鉴定花器官性状关键基因功能至关重要。

2026年6月24日，北京林业大学园林学院戴思兰教授团队在园艺学领域期刊 Horticulturae 在线发表了题为 “Establishment of a High-Efficiency Protoplast Isolation and Transient Transformation System for Chrysanthemum Petals” 的研究论文。该研究以菊花品种‘万代风光’为材料，通过系统优化花瓣原生质体分离与瞬时转化条件，建立了一套高效、稳定且适用于多种种质的体系，原生质体产量达已报道体系的18.3倍，瞬时转化效率达51.50%。

一、原生质体分离体系优化

研究团队以菊花品种‘万代风光’为材料，采用L₉(3⁴)正交设计，系统优化了花瓣原生质体分离条件。结果表明，原生质体分离最优体系为：0.6 M甘露醇、4%纤维素酶R-10、0.4%离析酶R-10、酶解8 h。在此条件下，原生质体产量达5.14×10⁶个·g⁻¹ FW，活力达87.41%，是已报道体系的18.3倍。

将这一体系用于菊花其它6个种质中，获得的原生质体活力均超过85%，其中最高的达到97.84%。

二、瞬时转化体系优化

利用PEG介导的菊花花瓣原生质体瞬时转化试验结果表明：瞬时转化最优条件为40% PEG4000、质粒用量12 μg、转化时间10 min、原生质体密度1×10⁶个·mL⁻¹，转化效率达51.50%，约为已报道体系的1.7倍。同样，这一体系在6份不同类型菊花种质中均适用，转化效率均超过30%。

三、应用验证：CmVIT1亚细胞定位

研究团队利用该体系检验了菊花液泡铁转运蛋白CmVIT1的亚细胞定位，证实其定位于液泡膜（图3）。CmVIT1负责将铁离子从细胞质转运至液泡内储存，在液泡中铁离子可与花青素形成螯合物，从而影响花色形成。这一结果证明该体系在菊花内源基因亚细胞定位研究中的有效性。

四、总结与应用前景

综上所述，该研究建立了一套稳定高效的菊花花瓣原生质体分离及PEG介导的瞬时转化体系，并利用该体系完成了菊花内源基因CmVIT1的亚细胞定位。该体系在6份遗传背景各异的菊花种质中均表现出良好适用性，可实现菊花花器官性状相关基因的快速功能验证。

此外，这套高效的花瓣原生质体制备-转化体系在单细胞研究、蛋白-核酸/蛋白互作分析、无DNA基因组编辑及原生质体再生等研究方向也具有重要应用潜力。

原文信息： Li Y., Lu M., Wang J., et al. Establishment of a High-Efficiency Protoplast Isolation and Transient Transformation System for Chrysanthemum Petals. Horticulturae, 2026, 12(4): 425.DOI: 10.3390/horticulturae12040425

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