2022年10月25日，The innovation杂志(即时IF:40.76)在线发表了朱健康院士团队的最新研究论文：“Cut-dip-budding delivery system enables genetic modifications in plants without tissue culture”。该文章描述了一个极其简单的切-浸-萌芽(CDB)递送系统，使用发根农杆菌侵染切后的根茎交界处，上部分茎产生转化根，再由转化根产生转化的植株。利用CDB成功地实现了多个植物家族的植物物种的遗传转化，包括两种草本植物(橡胶草和小冠花)、一种块茎类根茎植物(甘薯)和三种木本植物物种(臭椿、辽东楤木和重瓣臭茉莉)。这些植物以前很难或不可能进行遗传转化，但CDB方法在非无菌条件下，无需组织培养，使用一个非常简单的外植体浸泡过程，就能在这些植物中进行有效的转化或基因编辑。
基因编辑工具通常通过以下两种方式之一送入植物细胞：农杆菌转化或基因枪轰击。然而，这些传递方式往往效率不高。除了需要繁琐的组织培养过程外，这些传递方法的转化效率还取决于植物物种和基因型。虽然共表达发育调节基因或因子，例如Wus2、Bbm、TaWOX5、GRF4-GIF1，被证明在玉米、高粱、小麦、水稻等植物中的遗传转化过程中有积极作用，但是对于双子叶植物来说效果不明显，亟需一种高效简便的遗传转化方法。
本文章采用的方法简述为，在非无菌条件下切割植物根茎的交界处，取上端部分用发根农杆菌侵染然后培养在蛭石培养基上，取阳性新根，切成段再培养，得到再生转化植株(图1)。
图1
首先在橡胶草中尝试了CDB系统是否有效果，取3-4周大的橡胶草，在根茎的分界处切割，用K599发根农杆菌侵染切口处，培养大概两周发新根，取GFP阳性的新根放到新的培养基继续培养8-10周，分离GFP阳性的新根切成2-3cm的段，放至潮湿非无菌环境中待其发芽，大约一周之后这些会发出新芽和根。PCR确认新发出的根可以检测到GFP阳性，此外，通过此方法再生的植株可以正常开花结果(图2-M)。
图2
那么CDB系统是否可以递送基因编辑的相关元件以实现基因编辑呢？随后继续在橡胶草中进行了实验，编辑PDS基因，进行了三次重复试验，第一次40个外植体产生了34个转基因阳性根，其中产生了16个转基因阳性芽，13个成功编辑了PDS基因，产生了8个纯合编辑，4个杂合编辑，1个嵌合体；第二次第三次重复实验产生了类似比例的纯合和杂合编辑(图3-D)。表明CDB系统是提供基因编辑工具和获得基因编辑植物的高度可靠的方法。
图3
此后，CDB系统在甘薯，且是不同品种的甘薯，以及木本植物中均实现了功能，这些结果表明CDB递送系统在广泛的植物物种中的遗传转化中具有广泛适用性。
综上，该文章介绍的CDB遗传转化系统可以广泛应用于不同植物物种中，虽然目前仅在部分具有根吸吮能力的植物物种进行了验证，CDB有潜力推广到更广泛的具有根吸吮能力的物种中去，例如果树(苹果树，葡萄树，梨树，桃树等)和浆果(草莓，蓝莓，黑莓，红莓等)。此外，通过操纵物种根吮吸能力，使得CDB递送系统在未来有潜力应用于那些本身不具有根吸吮能力的物种中去。
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