稻香相关基因OsBADH2在“吉粳88”中的基因编辑研究
发布时间：2021-03-25 19:44
近年来稻米的香味品质受到消费市场的格外重视。水稻OsBADH2基因是影响稻米香味的重要基因,选择优质粳稻品种,针对该基因进行基因编辑,有望创制出香味品质优异的粳稻材料。本研究通过分析OsBADH2基因外显子序列的保守性,选择了3个特异性靶点,分别构建了U6启动子驱动的包含不同靶点的gRNA表达盒,并将其连入植物基因编辑表达载体。利用基因枪介导的瞬时转化体系,对非香型粳稻品种"吉粳88"进行遗传转化,T0代共获得847株再生材料。经高分辨率溶解曲线（High Resolution Melting,HRM）分析和测序验证,24株T0代材料的OsBADH2基因编辑靶点发生了不同类型的编辑。在T1代材料中获得了7类不含转基因成分,且OsBADH2基因靶点纯合的基因编辑后代材料。本研究结果表明基于基因枪介导的瞬时转化体系,转化再生过程中省略了抗性筛选过程,并辅以高效的HRM检测,能够在T1代即获得位点发生纯合编辑且无转基因成分的基因编辑后代材料。本研究获得的OsBADH2基因编辑的"吉粳88"后代材料也为培育...
【文章来源】：生物技术通报. 2020,36(03)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
T1纯合等位基因突变体比对分析
为快速检测所获得的后代材料是否在设计靶点位置发生了编辑,本研究利用HRM检测技术对T0和T1代材料进行了分子鉴定。HRM检测结果(图2)显示,后代材料的目标片段PCR扩增产物的溶解曲线可清晰的区分突变体与野生型。经测序验证,HRM检测鉴定出的突变体,其靶点序列均发生了编辑。编辑类型主要为单碱基或多碱基缺失,以及部分碱基的替换。表2 培养基组分 培养基类型 培养基组分/(g·L-1) MS盐 植物凝胶 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:培养基pH值均为5.8
图3 T1纯合等位基因突变体比对分析在规模化的基因编辑育种工作中,后代材料的分子检测是重要的一环。尽管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]以及测序分析能够满足编辑后代材料的鉴定需求[21]。然而,这些方法耗时长、成本高,不适合规模化基因编辑育种工作。因此如何提高基因编辑后代材料的检测效率、降低检测成本,成为了优化基因编辑育种体系的重要方面。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CRISPR/Cas基因组编辑技术研究进展及其在植物中的应用[J]. 丁莉萍,张杰伟,马艳,陈亚娟,王宏芝,魏建华. 植物生理学报. 2019(04)
[2]利用CRISPR/CAS9基因编辑技术创制香型郑稻19新种质[J]. 王付华,薛华政,王亚,王生轩,王越涛,付景,杨文博,白涛,李俊周,尹海庆. 作物杂志. 2018(06)
[3]植物基因组编辑检测方法[J]. 刘春霞,耿立召,许建平. 遗传. 2018(12)
[4]植物花分生组织终止发育机制的研究进展[J]. 张科,郭鑫鑫,刘西岗,郭琳. 中国生态农业学报. 2018(10)
[5]利用CRISPR/Cas9多基因编辑系统在水稻中快速引入遗传多样性[J]. 沈兰,华宇峰,付亚萍,李健,刘庆,焦晓真,辛高伟,王俊杰,王兴春,严长杰,王克剑. 中国科学:生命科学. 2017(11)
[6]云南粳稻主栽品种的香味基因鉴定和不同检测方法的比较分析[J]. 邹茜,蒋聪,寇姝燕,刘慰华,朱振华,赵国珍,袁平荣. 分子植物育种. 2017(10)
[7]利用CRISPR/Cas9创造早熟香味水稻[J]. 周文甲,田晓杰,任月坤,魏祥进,高扬,谢黎虹,刘华招,卜庆云,李秀峰. 土壤与作物. 2017(02)
[8]利用CRISPR/CAS9技术编辑水稻香味基因Badh2[J]. 邵高能,谢黎虹,焦桂爱,魏祥进,圣忠华,唐绍清,胡培松. 中国水稻科学. 2017(02)
[9]CRISPR/Cas系统最新研究进展[J]. 刘妮,陆沁,刘娟,陈航. 生物技术通报. 2017(02)
[10]CRISPR/Cas系统在植物基因组编辑中的应用[J]. 瞿礼嘉,郭冬姝,张金喆,秦跟基. 生命科学. 2015(01)
本文编号：3100217
【文章来源】：生物技术通报. 2020,36(03)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
T1纯合等位基因突变体比对分析
为快速检测所获得的后代材料是否在设计靶点位置发生了编辑,本研究利用HRM检测技术对T0和T1代材料进行了分子鉴定。HRM检测结果(图2)显示,后代材料的目标片段PCR扩增产物的溶解曲线可清晰的区分突变体与野生型。经测序验证,HRM检测鉴定出的突变体,其靶点序列均发生了编辑。编辑类型主要为单碱基或多碱基缺失,以及部分碱基的替换。表2 培养基组分 培养基类型 培养基组分/(g·L-1) MS盐 植物凝胶 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:培养基pH值均为5.8
图3 T1纯合等位基因突变体比对分析在规模化的基因编辑育种工作中,后代材料的分子检测是重要的一环。尽管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]以及测序分析能够满足编辑后代材料的鉴定需求[21]。然而,这些方法耗时长、成本高,不适合规模化基因编辑育种工作。因此如何提高基因编辑后代材料的检测效率、降低检测成本,成为了优化基因编辑育种体系的重要方面。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CRISPR/Cas基因组编辑技术研究进展及其在植物中的应用[J]. 丁莉萍,张杰伟,马艳,陈亚娟,王宏芝,魏建华. 植物生理学报. 2019(04)
[2]利用CRISPR/CAS9基因编辑技术创制香型郑稻19新种质[J]. 王付华,薛华政,王亚,王生轩,王越涛,付景,杨文博,白涛,李俊周,尹海庆. 作物杂志. 2018(06)
[3]植物基因组编辑检测方法[J]. 刘春霞,耿立召,许建平. 遗传. 2018(12)
[4]植物花分生组织终止发育机制的研究进展[J]. 张科,郭鑫鑫,刘西岗,郭琳. 中国生态农业学报. 2018(10)
[5]利用CRISPR/Cas9多基因编辑系统在水稻中快速引入遗传多样性[J]. 沈兰,华宇峰,付亚萍,李健,刘庆,焦晓真,辛高伟,王俊杰,王兴春,严长杰,王克剑. 中国科学:生命科学. 2017(11)
[6]云南粳稻主栽品种的香味基因鉴定和不同检测方法的比较分析[J]. 邹茜,蒋聪,寇姝燕,刘慰华,朱振华,赵国珍,袁平荣. 分子植物育种. 2017(10)
[7]利用CRISPR/Cas9创造早熟香味水稻[J]. 周文甲,田晓杰,任月坤,魏祥进,高扬,谢黎虹,刘华招,卜庆云,李秀峰. 土壤与作物. 2017(02)
[8]利用CRISPR/CAS9技术编辑水稻香味基因Badh2[J]. 邵高能,谢黎虹,焦桂爱,魏祥进,圣忠华,唐绍清,胡培松. 中国水稻科学. 2017(02)
[9]CRISPR/Cas系统最新研究进展[J]. 刘妮,陆沁,刘娟,陈航. 生物技术通报. 2017(02)
[10]CRISPR/Cas系统在植物基因组编辑中的应用[J]. 瞿礼嘉,郭冬姝,张金喆,秦跟基. 生命科学. 2015(01)
本文编号：3100217
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