科學家構建大豆單鹼基替換基因編輯技術體系

2020-12-11 生物谷

 

近日，中國農業科學院作物科學研究所大豆育種技術創新與新品種選育創新團隊，利用改造後的CRISPR基因組編輯系統，率先實現了大豆基因的單鹼基替換，並獲得了表型穩定的純合突變系。該研究是大豆單鹼基替換研究工作的首例報導，為精準修飾和利用單核苷酸多態性（SNP）改良大豆農藝性狀提供了新技術、新方法。相關研究成果在線發表在《植物生物技術雜誌（Plant Biotechnology Journal）》上。

據侯文勝研究員介紹，作為一種簡單有效的基因組編輯工具，CRISPR已在多種重要作物中實現了基因定點敲除、等位基因單鹼基替換和外源DNA片段定點整合，但在大豆中的成功實踐還很少見。

該研究通過組合Cas9n切口酶、大鼠胞苷脫氨酶和尿嘧啶糖基化酶抑制劑，建立了大豆單鹼基編輯技術體系，並成功實現了大豆開花調控關鍵基因GmFT2a和GmFT4的單鹼基定向替換，效率分別為18.2%和6.0%。在GmFT2a靶位點實現了C→T和C→G兩種類型的單鹼基替換、在GmFT4靶位點實現了C→G單鹼基替換。單鹼基替換突變可穩定遺傳，篩選獲得的GmFT2a單鹼基替換純合突變系，在16小時光照/8小時黑暗和12小時光照/12小時黑暗的2種日照條件下均表現出晚花表型。這是該團隊利用CRISPR基因組編輯系統率先實現大豆基因定點敲除、DNA區段刪除、多基因突變後，在大豆基因組編輯技術應用中取得的新進展，進一步拓展了大豆基因組編輯工具應用範圍和農藝性狀改良手段。

該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和中國農科院科技創新工程等項目資助。(生物谷Bioon.com）

 

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