BACKGROUND: Oca (Oxalis tuberosa M.) is an understudied Andean tuber crop with significant nutritional value. However, its genetic improvement and functional analysis are hindered by the lack of an established genetic transformation system.
AIM: This study aimed to establish transformation protocols for O. tuberosa using Rhizobium rhizogenes and Agrobacterium tumefaciens.
METHODS: Composite plants with transgenic roots were generated by inoculating oca stem explants with R. rhizogenes strain ARqua1 carrying reporter constructs (eGFP, DsRED1, GUS, and RUBY). Transformation was confirmed using fluorescence microscopy (GFP, DsRED1), histochemical staining (GUS), and visual assessment (RUBY). To obtain fully transgenic plants, oca internodes and petioles were transformed with A. tumefaciens strain AGL1 carrying a vector containing the GUS reporter gene.
RESULTS: Expression of all four reporter genes was detected in transgenic oca roots. Furthermore, the regeneration potential of O. tuberosa explants was confirmed. Following A. tumefaciens transformation, regions with GUS activity were observed on calli, indicating successful transformation events.
CONCLUSION: This study established the first methods for genetic transformation of O. tuberosa using R. rhizogenes and A. tumefaciens. The effectiveness of four reporter systems in transgenic roots was demonstrated, and a regeneration protocol for shoot formation from callus was evaluated. The potential of stable transformation using A. tumefaciens was shown, offering prospects for the genetic modification of this valuable yet understudied crop.
Обоснование. Кислица клубненосная, или ока, (Oxalis tuberosa M.) — малоизученная культура, выращиваемая в Андах и обладающая значительной питательной ценностью. Однако для неё не разработаны методы трансформации, что препятствует генно-инженерной работе с ней.
Цель исследования. Данное исследование было направлено на разработку методов трансформации кислицы клубненосной с помощью Rhizobium rhizogenes и Agrobacterium tumefaciens.
Методы. Композитные растения с трансгенными корнями были получены путём инокуляции стеблевых эксплантатов оки штаммом R. rhizogenes ARqua1, несущим разные репортёрные конструкции (eGFP, DsRED1, GUS, RUBY). Трансформация была подтверждена с помощью флуоресцентной микроскопии (GFP, DsRED1), гистохимического окрашивания (GUS) и визуальной оценки (RUBY). Для получения полностью трансгенных растений, междоузлия и черешки оки были трансформированы штаммом A. tumefaciens AGL1, несущим вектор с репортёрной конструкцией GUS.
Результаты. Была подтверждена экспрессия всех четырёх репортёрных генов в трансгенных корнях оки. Более того, подтверждён регенерационный потенциал эксплантов O. tuberosa. После трансформации A. tumefaciens на каллусах были выявлены области с GUS-активностью, что свидетельствует об успешной трансформации.
Заключение. В данном исследовании впервые разработаны методы для генетической трансформации O. tuberosa с помощью R. rhizogenes и A. tumefaciens. Продемонстрирована эффективность четырёх репортёрных систем в трансгенных корнях и оценён протокол регенерации побегов из каллуса. Показана возможность стабильной трансформации с использованием A. tumefaciens, что открывает перспективы для генетической модификации этой ценной, но малоизученной культуры.