遺傳發(fā)育所水稻基因組編輯研究取得進(jìn)展

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曉木蟲

遺傳發(fā)育所水稻基因組編輯研究取得進(jìn)展

摘要: 　　水稻突變體是進(jìn)行水稻功能基因組學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和水稻分子設(shè)計(jì)育種的重要材料。常規(guī)的水稻突變體來源于自發(fā)突變或化學(xué)、物理及生物的誘變，具有很大的隨機(jī)性和局限性，不能滿足大規(guī)模的水稻功能基因組學(xué)學(xué)習(xí)和水稻分 ...

　　水稻突變體是進(jìn)行水稻功能基因組學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和水稻分子設(shè)計(jì)育種的重要材料。常規(guī)的水稻突變體來源于自發(fā)突變或化學(xué)、物理及生物的誘變，具有很大的隨機(jī)性和局限性，不能滿足大規(guī)模的水稻功能基因組學(xué)學(xué)習(xí)和水稻分子設(shè)計(jì)育種的需求。利用高效便捷的CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)和高通量的寡核苷酸芯片合成技術(shù)可以大規(guī)模地對(duì)水稻全基因組進(jìn)行編輯，實(shí)現(xiàn)水稻突變體的高通量構(gòu)建和功能篩選。該學(xué)習(xí)通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的水稻遺傳轉(zhuǎn)化法，以水稻中花11作為受體材料，對(duì)水稻莖基部和穗部高表達(dá)的12802個(gè)基因進(jìn)行高通量的基因組編輯，獲得了14000余個(gè)獨(dú)立的T0代株系，并對(duì)它們的后代進(jìn)行了局部表型和基因型分析鑒定。這些學(xué)習(xí)表明，利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)大規(guī)模構(gòu)建水稻突變體庫并進(jìn)行功能篩選是高效便捷獲得水稻重要突變體和快速克隆對(duì)應(yīng)基因的有效方法，同時(shí)能夠?yàn)樗痉肿釉O(shè)計(jì)育種提供重要的供體材料。
　　該學(xué)習(xí)成果已于6月21日在分子植物（Molecular Plant）雜志在線發(fā)表（DOI:10.1016/j.molp. 2017.06.006），中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)學(xué)習(xí)所李家洋學(xué)習(xí)組助理學(xué)習(xí)員孟祥兵和副學(xué)習(xí)員余泓為該論文的共同第一作者，學(xué)習(xí)員李家洋和高彩霞為共同通訊作者。該學(xué)習(xí)得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。
　　此外，李家洋學(xué)習(xí)組還與中國水稻學(xué)習(xí)所王克劍學(xué)習(xí)組合作探索更為高效的水稻CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)，并于6月12日在植物生物技術(shù)雜志（Plant Biotechnology Journal）在線發(fā)表了學(xué)習(xí)論文Increasing the efficiency of CRISPR-Cas9-VQR precise genome editing in rice（DOI:10.1111/pbi.12771）。該學(xué)習(xí)通過優(yōu)化sgRNA的結(jié)構(gòu)以及使用水稻內(nèi)源性強(qiáng)啟動(dòng)子來驅(qū)動(dòng)Cas9-VQR變體的表達(dá)，顯著提高了CRISPR-Cas9-VQR系統(tǒng)在水稻中的基因組編輯效率。水稻所碩士學(xué)習(xí)生胡熙璕和中科院遺傳發(fā)育所助理學(xué)習(xí)員孟祥兵為該論文的共同第一作者，李家洋和王克劍為共同通訊作者。該學(xué)習(xí)得到了國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程經(jīng)費(fèi)的資助。