CRISPR/Cas9系统构建的水稻OsPht基因突变体材料可用于养分转运评价

文献类型： 中文期刊

第一作者： 韩娇

作者： 韩娇;王莉;何蕊;李伟;王冰;黄升财;孙永伟;程宪国

作者机构：

关键词： CRISPR/Cas9;基因编辑;OsPht基因;pCXUN;水稻突变体

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2017 年 23 卷 05 期

页码： 1359-1369

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】CRISPR/Cas9是细菌和古细菌为免受外来DNA片段侵袭形成的一种适应性免疫系统。CRISPR/Cas9已经被作为一种基因编辑的工具广泛应用到很多动物和植物的基因编辑。磷元素是植物生长过程中必需的营养元素,植物对磷的吸收主要由跨膜磷转运蛋白完成。本研究利用CRISPR/Cas9技术对OryzaJaponicaKitaake水稻中冰叶日中花磷转运蛋白McPht基因的同源体OsPht磷转运蛋白基因进行编辑,构建了McPht转运蛋白基因导入水稻OsPht缺失的突变体,初步验证了该突变体材料的功能。【方法】通过CRISPR/Cas9基因编辑手段,将水稻中与McPht蛋白同源性最高的磷转运蛋白基因进行编辑。首先将待编辑的基因片段连接到U3启动子驱动的pCXUN表达载体上,转化到农杆菌EHA105中,然后通过农杆菌转化到水稻幼胚,将获得的转化后再生T0代株系移栽到田间获得T1代种子,并将T1代株系进行盆栽培养,提取株系叶片基因组DNA用于PCR检测,所有株系PCR产物纯化后进行测序,依据序列变化判定目标基因的编辑位点,并对突变体进行生理指标测定。【结果】1)基因编辑后的类型可分为两类,一类为目标编辑片段20个碱基中后6个碱基缺失,另一类为目标编辑片段20个碱基中后8个碱基缺失或突变。2)编辑位点缺失6个碱基的株系占总突变株系的28.6%,编辑位点缺失8个碱基的株系占总突变株系的42.9%,GT碱基突变株系占总突变株系的28.6%。3)水稻突变体的株高、鲜重、根系活力均小于野生型;根系扫描结果显示水稻突变体的根长、投影面积、表面积和侧根数均大于野生型;Cas-2的叶绿素和可溶性糖含量显著高于野生型,Cas-7的叶绿素和可溶性糖含量小于野生型,但差异不显著。【结论】CRISPR/Cas9基因编辑系统成功将水稻中McPht的同源体OsPht基因进行了编辑,所获得的水稻磷转运蛋白OsPht基因碱基缺失或突变不仅为所编辑基因的功能研究提供有效的科学依据,同时为冰叶日中花McPht磷转运蛋白基因导入OsPht基因功能缺失的水稻株系、验证其生理生化功能提供宝贵的评价材料支持。本研究表明基于CRISPR/Cas9介导的基因编辑系统在功能性评价植物养分转运蛋白基因方面是一条有效的途径。

分类号： Q943.2

  • 相关文献

[1]CRISPR/Cas9基因编辑技术在线虫中的应用进展和展望. 曹绪文,张留所. 2018

[2]CRISPR/Cas9系统在作物基因组编辑中的研究进展. 高丽,渠晖,王丽华,刘言龙,李艳阳,詹秋文,李杰勤. 2018

[3]CRISPR/Cas9基因编辑技术及在农作物品种改良研究中的应用. 郝丽芬,房永雨,燕孟娇,皇甫海燕,宋培玲,贾晓清,皇甫九茹,李子钦,韩冰. 2017

[4]利用CRISPR/Cas9技术研究玉米Zm FKF1在开花过程中的作用. 杨敏,胥华伟,王翠玲,杨护,魏岳荣. 2021

[5]CRISPR/Cas9技术及其在猪基因编辑中的应用. 刘思远,卢丹,唐中林. 2020

[6]花粉管通道和农杆菌介导的花生AhFatB基因编辑. 潘雷雷,纪红昌,黄建斌,淮东欣,雷永,隋炯明,唐艳艳,朱虹,姜德锋,王晶珊,乔利仙. 2020

[7]利用CRISPR/Cas9系统定向编辑水稻SD1基因. 胡雪娇,杨佳,程灿,周继华,牛付安,王新其,张美良,曹黎明,储黄伟. 2018

[8]基因编辑CRISPR/Cas9技术在农业领域的应用. 宋丽莉,黄艳娜,蒋玮,郑洪建,赵子轶,唐雪明. 2020

[9]鸡马立克病疫苗株CVI988/Rispens meq基因编辑及缺失毒株的构建与鉴定. 杨森,滕蔓,刘金玲,周子誉,郑鹿平,楚钰淑,丁轲,余祖华,罗俊. 2020

[10]CRISPR/Cas9基因编辑技术介导SST基因敲除细胞的制备. 王紫君,任红艳,肖红卫,华再东,毕延震. 2020

[11]CRISPR/Cas9技术在农作物中应用的局限及改进. 武林琳,竹梦婕,王咪,李晓萍,刘跃鹏,裴蕾,杨淑巧,许琦,王华,郭文治. 2020

[12]利用CRISPR/Cas9系统定向改良水稻粒长和穗粒数性状. 沈兰,李健,付亚萍,王俊杰,华宇峰. 2017

[13]利用CRISPR/Cas9系统创制水稻品种GW2基因的突变体. 颜静宛,陈子强,周淑芬,王锋. 2024

[14]CRISPR/Cas9基因编辑技术在作物中的应用. 林萌萌,李春娟,闫彩霞,孙全喜,赵小波,王娟,苑翠玲,单世华. 2021

[15]CRISPR/Cas9基因编辑技术在果树作物中的应用研究进展. 何玉坤,欧阳嫣惟,张秀梅,林文秋,潘晓璐,张红娜. 2022

[16]利用CRISPR/Cas9技术对燕麦乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)基因的编辑. 于东洋,王凤梧,融晓萍,武志娟,王鑫,杨燕,韩冰,田青松. 2019

[17]基因编辑技术的发展及其在农业生产中的应用. 何利娟,徐如梦,李冬月,郑超,郑二松,梁伟芳,周洁,杨勇,陈剑平,王栩鸣,严成其. 2019

[18]水稻穗发育基因OsD1功能的初步分析. 邓尧,李懿星,王天抗,邱牡丹,宋书峰,赵学琳,李莉,刘建丰. 2018

[19]CRISPR/Cas9技术编辑淀粉合成基因PUL. 奉宝兵,魏祥进,焦桂爱,胡时开,邬亚文,谢黎虹,圣忠华,邵高能,唐绍清. 2019

[20]碱基编辑技术在猪遗传改良中的应用研究进展. 赵无迪,黄国斌,朱向星,毕延震,唐冬生. 2023

作者其他论文 更多>>

微信小程序