釜山大学利用纳米颗粒建立黄瓜花粉基因递送系统
Kim Yujin教授团队开发利用DNA包覆纳米粒子的基因改造技术
有望简化基因改造流程 无需组织培养用于黄瓜新品种育种
利用DNA包覆纳米粒子的基因改造技术有望改变农业格局。
釜山大学研究团队在包括黄瓜在内的葫芦科作物中，首次开发出向花粉（花粉粒）传递外源基因的创新技术，并成功实现了基因改造。
这一成果为提高农业生产力开启了新的可能性，有望简化遗传改造流程，并在无需经过组织培养的情况下开发新品种育种技术。
釜山大学（校长 Choi Jaewon）于5日表示，生命环境化学系教授 Kim Yujin 研究团队利用纳米粒子成功将外源DNA递送至花粉，从而提出了一种能够更加直接、高效地实现植物转基因的方法。
植物转基因是通过人工改造植物基因或插入外源基因，以获得植物新性状的生物技术。
利用将基因递送至植物细胞的土壤细菌农杆菌（Agrobacterium）的传统基因传递技术，常常在特定植物种类中遭遇多种障碍，导致成功率受限。相比之下，采用磁性纳米粒子的创新DNA递送方法——磁转染（Magnetofection），作为替代传统方法的有前景方案，正受到关注。
此前的磁转染虽在棉花、玉米等少数作物上有所尝试，但由于不同植物的花粉特性各异，若沿用既有文献中相同的磁转染实验方法，常会出现外源DNA无法递送到花粉中的情况。因此，有必要根据植物特性对利用纳米粒子的基因传递方法进行优化。
釜山大学 Kim Yujin 教授团队通过本次研究，优化了用于黄瓜的磁转染实验方法，并在葫芦科作物中首次利用纳米粒子将外源DNA递送至花粉，从而更快速、更高效地获得基因改造种子。
Kim Yujin 教授团队利用磁场诱导花粉基因递送系统，在对黄瓜进行基因改造的植物生物技术领域取得了突破性成果。该尖端技术通过利用DNA包覆的磁性纳米粒子，将外源基因注入花粉，在无需传统组织培养或再生步骤的情况下即可获得基因改造种子。由此大幅简化并加速了作物遗传改造过程，有望为提升农业生产力和抗逆性开辟新途径。
相关研究成果收录于题为《Magnetofected pollen gene delivery system could generate genetically modified Cucumis sativus》的论文中，并刊登在国际权威园艺学术期刊《Horticulture Research》6月号。
本研究由釜山大学生命环境化学系 Kim Yujin 教授担任通讯作者，硕博连读生 Park Chanwoo 担任第一作者，Nongwoo Bio 研究员 Choi Junyoung 共同参与完成。
该研究获得了釜山大学实战问题研究团项目的资助，由学生 Park Chanwoo 担任团队负责人，与参与论文研究的 Son Yejin、Kim Dohyun 学生一道，于去年11月26日在 X-Corp 节上荣获最优秀奖（韩国研究财团理事长奖）。
本研究在国内首个获得国立大学校内认证的釜山大学 LMO（Living Modified Organism，基因改造生物体）隔离栽培设施中开展。
主导该研究的釜山大学 Kim Yujin 教授指出，本次研究的核心意义在于证明了花粉磁转染是在黄瓜中实施基因改造的一种灵活且高效的途径，并解释称：“这一技术为绕开传统组织培养的限制，更快速、更简便地生产转基因植物提供了方法。”
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Kim 教授表示：“我们正在推进仅通过目标基因编辑来构建不含LMO的作物的后续研究。通过今后的研究，有望将这一技术的适用范围扩展至其他主要作物，为可持续农业提供创新解决方案。”
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