近日，程伟课题组在农林科学领域一区TOP期刊《Horticultural Plant Journal》发表题为“A simple and efficient transient expression system for protoplasts in Capsicum annuum and Nicotiana benthamiana （一种简易高效的辣椒和本氏烟草原生质体瞬时表达系统的建立）”的研究论文。青年教师储谟立、硕士生白雪怡、刘丽为该论文的第一作者，程伟教授为该论文的通讯作者，3044AM永利集团为唯一完成单位。
辣椒 (Capsicum annuum) 是全球最重要的蔬菜作物之一，其种植范围广、经济产值高、用途多样，对人类饮食文化影响深远。本氏烟草 (Nicotiana benthamiana) 则是植物基础研究和生物技术领域的重要模式植物。深入理解这些植物的基因功能和调控网络，需要高效便捷的细胞水平研究工具。原生质体瞬时表达系统是研究细胞膜结构、基因功能、信号转导、离子转运等细胞过程的核心技术，特别是针对位于细胞膜上的亚细胞定位、蛋白互作分析具有独特优势。
传统的原生质体瞬时表达系统通常依赖聚乙二醇（PEG）介导的转化技术，即先通过酶解法分离获得植物原生质体，然后利用PEG介导质粒进行转化。然而，PEG转化法存在着许多缺陷，且操作过程繁琐。程伟课题组开发了一种高效快捷的原生质体瞬时表达系统，其核心是：先利用含有目标载体的农杆菌侵染辣椒叶片，2天后通过酶解法获得原生质体，即可进行显微观察与生化检测。研究结果显示：通过该技术体系获得的辣椒原生质体产量高达14.70×106/g FW，活力约88.39%，转化效率约75.33%，显著优于传统PEG法（转化效率约30%）。该方法不仅可以用于辣椒内源蛋白的精准亚细胞定位，还可用于蛋白质的互作分析（如BiFC、Split-LUC和Co-IP）。此外，这种原生质体转化体系还可用于本氏烟草和其他适合农杆菌介导瞬时转化的植物物种，具有广泛的适用性。
该研究建立的简易高效的辣椒和本氏烟草原生质体瞬时表达系统，摒弃了传统的PEG转化技术，解决了传统方法效率低、不稳定、操作繁琐的痛点问题，实现了原生质体高产、高活力与高转化效率，降低了技术门槛，普适性强，为植物基因功能和生物技术领域研究提供了一个便捷、可靠的技术体系。
该研究获得国家自然科学基金（32472536、32302526）、安徽省自然科学基金（2208085MC64）等项目的资助。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.hpj.2025.07.004
