科研产出
马铃薯川芋50遗传转化及基因编辑体系的建立
2025
摘要：【目的】构建马铃薯川芋50的遗传转化体系和基因编辑体系。【方法】以四川省主导品种川芋50无菌脱毒组培苗茎段和叶片为外植体，用农杆菌介导法将含有植物敲除载体质粒pJCV55-StU6-200-StUBI10-T#01转化马铃薯外植体，分析4种不同植物激素配比的培养基体系对马铃薯愈伤组织诱导和分化的影响，探究川芋50的基因编辑、阳性植株鉴定方法。【结果】1）最适马铃薯川芋50遗传转化的培养基体系为B体系。茎段和叶片预培养及愈伤组织诱导的培养基配方分别为：MS 基础盐+20 g/L蔗糖+1 mL/L 1 000× N&N维生素（1 000× Nitsch&Nitsch Vitamin Solution, 1 000× N&N维生素）+1.0 mg/L TZR（trans-zeatin-riboside, TZR）+0.027 8 mg/L GA3（gibberellin A3, GA3）+0.02 mg/L NAA（1-naphthaleneacetic acid, NAA）+2.0 g/L Phytagel和MS基础盐+20 g/L蔗糖+1 mL/L 1 000× N&N维生素+0.5 mg/L TZR+2.5 mg/L IAA（indole acetic acid, IAA）+2.0 g/L Phytagel，愈伤诱导率分别为93%和88%。愈伤组织分化的培养基为：MS基础盐+20 g/L蔗糖+1 mL/L 1 000× N&N维生素+2.0 mg/L TZR+10 mg/L GA3+2.0 g/L Phytagel；2）证明了二次生根筛选法可准确鉴定马铃薯转基因阳性植株，准确率100%；3）建立了针对川芋50的农杆菌介导CRISPR/Cas9基因编辑体系，编辑率63%。【结论】通过对愈伤再生过程中各个影响因素进行试验以及利用农杆菌介导的CRISPR/Cas9技术进行编辑，建立了马铃薯川芋50的遗传转化体系和基因编辑体系。
关键词： 马铃薯 川芋50 根癌农杆菌 遗传转化 基因编辑 CRISPR/Cas9
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利用CRISPR/Cas9技术创制黄果番茄新种质
《农业生物技术学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：目前国内市场上优异黄果番茄(Solanum lycopersicum)品种相对稀缺，为了满足市场需求，提高种业竞争力，本研究以'MoneyMaker'('MM')番茄为材料，利用CRISPR/Cas9技术，对番茄八氢番茄红素合成酶1 (phytoene synthase 1, SlPSY1)基因(Solyc03g031860)进行定向基因编辑来创制黄色果实番茄。选择SlPSY1基因外显子区域2个序列特异的sgRNA作为靶位点，构建CRISPR/Cas9双元表达载体p KSE401，通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的叶盘转化法对'MM'番茄材料进行遗传转化。结果显示，16株再生苗中鉴定出了12株阳性转基因植株，阳性转化率为75%；对阳性转基因植株的靶位点测序分析发现，有8株在2个靶位点上共发生21次编辑事件，基因编辑效率为66.7%，且均未发生脱靶现象；获得的突变植株中有5株在成熟期果实表现为黄色。本研究利用CRISPR/Cas9技术在'MM'番茄上成功创制了SlPSY1基因编辑材料，为今后快速创制番茄黄果资源提供技术及材料基础。
关键词： 番茄 CRISPR/Cas9 八氢番茄红素合成酶1(PSY1) 基因编辑 黄果番茄
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利用CRISPR/Cas9技术敲除OsNramp5创制镉低积累水稻新种质
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：大米镉超标问题严重威胁人体健康.水稻镉吸收转运基因OsNramp5的功能缺失可有效降低镉在稻米中的积累.为了快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除三系杂交稻优质抗病恢复系川恢491(R491)中的镉吸收转运基因OsNramp5,获得了多种不同突变方式的编辑植株,并筛选出单靶点突变无转基因成份的两种纯合突变株系(KO1和KO2).在镉污染土壤中种植并测定野生型和敲除植株糙米的镉含量,结果显示,相比于野生型R491,敲除株系KO1和KO2糙米中的镉含量显著下降,均降低约90%左右.农艺性状调查结果发现,相比野生型R491,KO1突变株系的农艺性状没有显著差异,但KO2突变株系的株高、结实率和千粒重显著降低.因此,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除镉吸收转运基因OsNramp5可快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究创制的新种质为加速培育可在镉污染区种植的安全水稻品种提供了新的遗传资源.
关键词： 水稻 镉 OsNramp5 CRISPR/Cas9 育种
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水稻OsLEC1基因突变对种子发育的影响
《现代农业科技 》 2024
摘要：水稻胚胎发育对种子休眠性的获得、种子活力和储藏物质的积累具有重要意义。OsLEC1/OsHAP3E基因被报道参与了水稻愈伤组织再生和种子活力调控。由于品种差异，其表型略有不同，且其他文献未对突变致死的表型进行深入的研究。通过CRISPR/Cas9技术敲除水稻日本晴品种、Kitaake品种和Kasalath品种的OsLEC1基因，发现日本晴和Kitaake背景下的oslec1突变体种子有“绿胚”现象，虽不具有干燥耐受能力，却能在无菌培养条件下存活下来。电镜观察发现这些提前萌发的突变体种子的胚乳淀粉粒有的呈现椭圆形，间隙较大，表面粗糙。而Kasalath背景下oslec1突变体种子活力正常，TTC染色表明该oslec1胚胎具有较强活力。使用基因编辑技术研究不同遗传背景下OsLEC1基因调控种子休眠、晚期胚胎发育及耐干燥能力的差异化表型，对于水稻种子休眠性研究以及小麦、玉米、高粱等作物穗发芽抗性基因的克隆具有一定的意义。
关键词： 水稻 OsLEC1 CRISPR/Cas9技术 基因突变 种子发育
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