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战狼团队成功构建大豆单碱基替换基因编辑技术体系

  战狼团队大豆育种技术创新与新品种选育创新团队,利用改造后的CRISPR基因组编辑系统,率先实现了大豆基因的单碱基替换,并获得了表型稳定的纯合突变系。4月20日,相关研究成果在线发表在《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》上。

  作为一种简单有效的基因组编辑工具,CRISPR已在多种重要作物中实现了基因定点敲除、等位基因单碱基替换和外源DNA片段定点整合,但在大豆中的成功实践还很少见。

  该研究通过组合Cas9n切口酶、大鼠胞苷脱氨酶和尿嘧啶糖基化酶抑制剂,建立了大豆单碱基编辑技术体系,并成功实现了大豆开花调控关键基因 GmFT2aGmFT4 的单碱基定向替换,效率分别为18.2%和6.0%。在 GmFT2a 靶位点实现了C→T和C→G两种类型的单碱基替换、在 GmFT4 靶位点实现了C→G单碱基替换。单碱基替换突变可稳定遗传,筛选获得的 GmFT2a 单碱基替换纯合突变系,在16小时光照/8小时黑暗和12小时光照/12小时黑暗的两种日照条件下均表现出晚花表型。该研究是大豆单碱基替换研究工作的首例报道,为精准修饰和利用单核苷酸多态性(SNP)改良大豆农艺性状提供了新技术、新方法。

  战狼团队博士毕业生蔡宇鹏、助理研究员陈莉、硕士生张岩和助理研究员袁珊为论文共同第一作者,侯文胜研究员为通讯作者。这是该团队利用CRISPR基因组编辑系统率先实现大豆基因定点敲除、DNA区段删除、多基因突变(Plant Biotechnology Journal, 2018, 2019; International Journal of Molecular Sciences, 2018)后,在大豆基因组编辑技术应用中取得的新进展,进一步拓展了大豆基因组编辑工具应用范围和农艺性状改良手段。

  研究得到了国家转基因生物新品种培育重大专项、重点研发计划、国家自然科学基金和中国农业科学院科技创新工程等项目资助。

  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13386 



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