科学院的博士生发表了一系列论文来改进CRISPR/Cas9植物基因组修饰技术 来源:生命科学研究所编辑:徐东东更新时间: 2015-06-025600点击次数

在生命科学研究领域,遗传修饰在基因功能和应用研究中起着至关重要的作用。与传统的随机诱变筛选方法相比,定点基因组编辑技术可以大大提高获得突变体的效率。最近开发的CRISPR/Cas9基因组修饰系统仅需要将sgRNA序列修饰约20个碱基以指导Cas9蛋白识别和切割特定靶序列并产生突变。它是革命性的分子生物学和基因工程创新。

我们研究员刘耀光的研究小组构建了一个CRISPR/Cas9载体系统,用于单子叶和双子叶植物的多靶标修饰。利用该载体系统,研究小组对水稻基因组中的大量靶标进行了靶向修饰,平均突变效率为85.4%,其中大多数是均匀的双等位基因突变(54.9%)和纯合突变(24.7%)。 。并且可以传承给后代。在拟南芥中也获得了均一的双等位基因突变和纯合突变。利用该系统,水稻和拟南芥成功突变了该基因家族的多个成员(同一转化体中多达8个成员),生物合成途径中的多个基因和单个基因的多个靶标,在第一代中获得了表型突变体。转化体相关研究结果于2015年5月28日在Molecular Plant正式发布(http://dx.doi.org/10.1016/j.molp.2015.04.007)。第一作者是马兴良博士。

由基因组靶向修饰产生的双等位基因和杂合突变序列的PCR扩增产物的直接测序导致复杂的重叠峰,这在克隆后是耗时且昂贵的。为了解决这个问题,马兴良开发了一种简单的“简并序列译码(DSD)”方法,可以将重叠的重叠峰信息有效地分解为两个变异序列。该方法于今年3月发表于Molecular Plant(http://dx.doi.org/10.1016/j.molp.2015.02.012),第一作者是马兴亮。为了提高大量测序文件的解码效率,研究小组根据DSD方法的原理开发了一个开放的在线软件工具DSDecode(http://dsdecode.scgene.com/),从而实现解码序列的自动化各种类型突变的文件。相关论文最近在Molecular Plant(DOI: 10.1016/j.molp.2015.05.009,http://dx.doi.org/10.1016/j.molp.2015.05.009)在线发表,并且博士论文。学生谢宪荣是共同第一作者。上述三篇系列论文的作者均为研究员刘耀光。

目前,该载体系统已被国内外近百个实验室所采用。这套载体系统和相关的测序分析技术在基础研究和应用研究中发挥着重要作用,将极大地促进植物分子生物学和作物遗传改良的基础研究。

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