稻香相關基因OsBADH2在“吉粳88”中的基因編輯研究
發(fā)布時間：2021-03-25 19:44
近年來稻米的香味品質(zhì)受到消費市場的格外重視。水稻OsBADH2基因是影響稻米香味的重要基因,選擇優(yōu)質(zhì)粳稻品種,針對該基因進行基因編輯,有望創(chuàng)制出香味品質(zhì)優(yōu)異的粳稻材料。本研究通過分析OsBADH2基因外顯子序列的保守性,選擇了3個特異性靶點,分別構建了U6啟動子驅(qū)動的包含不同靶點的gRNA表達盒,并將其連入植物基因編輯表達載體。利用基因槍介導的瞬時轉(zhuǎn)化體系,對非香型粳稻品種"吉粳88"進行遺傳轉(zhuǎn)化,T0代共獲得847株再生材料。經(jīng)高分辨率溶解曲線（High Resolution Melting,HRM）分析和測序驗證,24株T0代材料的OsBADH2基因編輯靶點發(fā)生了不同類型的編輯。在T1代材料中獲得了7類不含轉(zhuǎn)基因成分,且OsBADH2基因靶點純合的基因編輯后代材料。本研究結(jié)果表明基于基因槍介導的瞬時轉(zhuǎn)化體系,轉(zhuǎn)化再生過程中省略了抗性篩選過程,并輔以高效的HRM檢測,能夠在T1代即獲得位點發(fā)生純合編輯且無轉(zhuǎn)基因成分的基因編輯后代材料。本研究獲得的OsBADH2基因編輯的"吉粳88"后代材料也為培育...
【文章來源】：生物技術通報. 2020,36(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
T1純合等位基因突變體比對分析
為快速檢測所獲得的后代材料是否在設計靶點位置發(fā)生了編輯,本研究利用HRM檢測技術對T0和T1代材料進行了分子鑒定。HRM檢測結(jié)果(圖2)顯示,后代材料的目標片段PCR擴增產(chǎn)物的溶解曲線可清晰的區(qū)分突變體與野生型。經(jīng)測序驗證,HRM檢測鑒定出的突變體,其靶點序列均發(fā)生了編輯。編輯類型主要為單堿基或多堿基缺失,以及部分堿基的替換。表2 培養(yǎng)基組分 培養(yǎng)基類型 培養(yǎng)基組分/(g·L-1) MS鹽 植物凝膠 蔗糖 2,4-D 6-BA NAA KT 山梨醇 甘露醇 NS 4.43 4 30 2×10-3 NS1 4.43 4 30 1×10-3 30 30 MD 4.43 4 30 8×10-3 5×10-4 4×10-3 MR 4.43 4 30 0.30 注:培養(yǎng)基pH值均為5.8
圖3 T1純合等位基因突變體比對分析在規(guī)�；幕蚓庉嬘N工作中,后代材料的分子檢測是重要的一環(huán)。盡管RFLP分析(Restric-tion fragment length polymorphism,RFLP)[15-16]、dC-APS衍生分析(derived cleaved amplified polymorphic sequence,dCAPS)[17-18]、限制性酶切PCR法(Res-triction enzyme-PCR,RE-PCR)[19-20]以及測序分析能夠滿足編輯后代材料的鑒定需求[21]。然而,這些方法耗時長、成本高,不適合規(guī)�；蚓庉嬘N工作。因此如何提高基因編輯后代材料的檢測效率、降低檢測成本,成為了優(yōu)化基因編輯育種體系的重要方面。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]CRISPR/Cas基因組編輯技術研究進展及其在植物中的應用[J]. 丁莉萍,張杰偉,馬艷,陳亞娟,王宏芝,魏建華. 植物生理學報. 2019(04)
[2]利用CRISPR/CAS9基因編輯技術創(chuàng)制香型鄭稻19新種質(zhì)[J]. 王付華,薛華政,王亞,王生軒,王越濤,付景,楊文博,白濤,李俊周,尹海慶. 作物雜志. 2018(06)
[3]植物基因組編輯檢測方法[J]. 劉春霞,耿立召,許建平. 遺傳. 2018(12)
[4]植物花分生組織終止發(fā)育機制的研究進展[J]. 張科,郭鑫鑫,劉西崗,郭琳. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報. 2018(10)
[5]利用CRISPR/Cas9多基因編輯系統(tǒng)在水稻中快速引入遺傳多樣性[J]. 沈蘭,華宇峰,付亞萍,李健,劉慶,焦曉真,辛高偉,王俊杰,王興春,嚴長杰,王克劍. 中國科學:生命科學. 2017(11)
[6]云南粳稻主栽品種的香味基因鑒定和不同檢測方法的比較分析[J]. 鄒茜,蔣聰,寇姝燕,劉慰華,朱振華,趙國珍,袁平榮. 分子植物育種. 2017(10)
[7]利用CRISPR/Cas9創(chuàng)造早熟香味水稻[J]. 周文甲,田曉杰,任月坤,魏祥進,高揚,謝黎虹,劉華招,卜慶云,李秀峰. 土壤與作物. 2017(02)
[8]利用CRISPR/CAS9技術編輯水稻香味基因Badh2[J]. 邵高能,謝黎虹,焦桂愛,魏祥進,圣忠華,唐紹清,胡培松. 中國水稻科學. 2017(02)
[9]CRISPR/Cas系統(tǒng)最新研究進展[J]. 劉妮,陸沁,劉娟,陳航. 生物技術通報. 2017(02)
[10]CRISPR/Cas系統(tǒng)在植物基因組編輯中的應用[J]. 瞿禮嘉,郭冬姝,張金喆,秦跟基. 生命科學. 2015(01)
本文編號：3100217
【文章來源】：生物技術通報. 2020,36(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
T1純合等位基因突變體比對分析
為快速檢測所獲得的后代材料是否在設計靶點位置發(fā)生了編輯,本研究利用HRM檢測技術對T0和T1代材料進行了分子鑒定。HRM檢測結(jié)果(圖2)顯示,后代材料的目標片段PCR擴增產(chǎn)物的溶解曲線可清晰的區(qū)分突變體與野生型。經(jīng)測序驗證,HRM檢測鑒定出的突變體,其靶點序列均發(fā)生了編輯。編輯類型主要為單堿基或多堿基缺失,以及部分堿基的替換。表2 培養(yǎng)基組分 培養(yǎng)基類型 培養(yǎng)基組分/(g·L-1) MS鹽 植物凝膠 蔗糖 2,4-D 6-BA NAA KT 山梨醇 甘露醇 NS 4.43 4 30 2×10-3 NS1 4.43 4 30 1×10-3 30 30 MD 4.43 4 30 8×10-3 5×10-4 4×10-3 MR 4.43 4 30 0.30 注:培養(yǎng)基pH值均為5.8
圖3 T1純合等位基因突變體比對分析在規(guī)�；幕蚓庉嬘N工作中,后代材料的分子檢測是重要的一環(huán)。盡管RFLP分析(Restric-tion fragment length polymorphism,RFLP)[15-16]、dC-APS衍生分析(derived cleaved amplified polymorphic sequence,dCAPS)[17-18]、限制性酶切PCR法(Res-triction enzyme-PCR,RE-PCR)[19-20]以及測序分析能夠滿足編輯后代材料的鑒定需求[21]。然而,這些方法耗時長、成本高,不適合規(guī)�；蚓庉嬘N工作。因此如何提高基因編輯后代材料的檢測效率、降低檢測成本,成為了優(yōu)化基因編輯育種體系的重要方面。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]CRISPR/Cas基因組編輯技術研究進展及其在植物中的應用[J]. 丁莉萍,張杰偉,馬艷,陳亞娟,王宏芝,魏建華. 植物生理學報. 2019(04)
[2]利用CRISPR/CAS9基因編輯技術創(chuàng)制香型鄭稻19新種質(zhì)[J]. 王付華,薛華政,王亞,王生軒,王越濤,付景,楊文博,白濤,李俊周,尹海慶. 作物雜志. 2018(06)
[3]植物基因組編輯檢測方法[J]. 劉春霞,耿立召,許建平. 遺傳. 2018(12)
[4]植物花分生組織終止發(fā)育機制的研究進展[J]. 張科,郭鑫鑫,劉西崗,郭琳. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報. 2018(10)
[5]利用CRISPR/Cas9多基因編輯系統(tǒng)在水稻中快速引入遺傳多樣性[J]. 沈蘭,華宇峰,付亞萍,李健,劉慶,焦曉真,辛高偉,王俊杰,王興春,嚴長杰,王克劍. 中國科學:生命科學. 2017(11)
[6]云南粳稻主栽品種的香味基因鑒定和不同檢測方法的比較分析[J]. 鄒茜,蔣聰,寇姝燕,劉慰華,朱振華,趙國珍,袁平榮. 分子植物育種. 2017(10)
[7]利用CRISPR/Cas9創(chuàng)造早熟香味水稻[J]. 周文甲,田曉杰,任月坤,魏祥進,高揚,謝黎虹,劉華招,卜慶云,李秀峰. 土壤與作物. 2017(02)
[8]利用CRISPR/CAS9技術編輯水稻香味基因Badh2[J]. 邵高能,謝黎虹,焦桂愛,魏祥進,圣忠華,唐紹清,胡培松. 中國水稻科學. 2017(02)
[9]CRISPR/Cas系統(tǒng)最新研究進展[J]. 劉妮,陸沁,劉娟,陳航. 生物技術通報. 2017(02)
[10]CRISPR/Cas系統(tǒng)在植物基因組編輯中的應用[J]. 瞿禮嘉,郭冬姝,張金喆,秦跟基. 生命科學. 2015(01)
本文編號：3100217
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