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我國(guó)學(xué)者建立高效白樺基因編輯體系
作者：張晴丹 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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近日，東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授鄭志民團(tuán)隊(duì)在Plant Biotechnology Journal在線(xiàn)發(fā)表研究論文，該研究將篩選到的優(yōu)樹(shù)DL-1品系作為遺傳轉(zhuǎn)化受體材料，以白樺PDS為靶基因，篩選白樺內(nèi)源Pol III啟動(dòng)子，建立了白樺高效遺傳轉(zhuǎn)化體系和基因編輯體系。
隨著CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)不斷發(fā)展，該技術(shù)可用于諸多物種的品種改良過(guò)程中。但在林木分子育種中，由于林木基因組復(fù)雜、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、遺傳轉(zhuǎn)化效率低，基因編輯技術(shù)應(yīng)用非常受限。
研究人員對(duì)“國(guó)家白樺良種基地”的白樺良種進(jìn)行單株再生效率的篩選，以白樺腋芽為外植體進(jìn)行離體培養(yǎng)，通過(guò)比較腋芽萌動(dòng)、愈傷組織誘導(dǎo)率及不定芽分化率等指標(biāo)，比較不同優(yōu)樹(shù)單株間無(wú)性繁殖效率的差異，最后篩選到一株優(yōu)良單株（命名為DL-1）的愈傷分化率為100%，在25天生長(zhǎng)期時(shí)即可形成不定芽，且不定芽莖粗，莖桿呈綠色，葉片大且厚。以DL-1優(yōu)樹(shù)為受體材料，進(jìn)行白樺高效遺傳轉(zhuǎn)化/基因編輯體系的建立，以八氫番茄紅素脫氫酶（PDS）基因?yàn)榘谢�因，以擬南芥ATU6-26啟動(dòng)子和大豆中GmU6-5啟動(dòng)子對(duì)照，對(duì)16個(gè)白樺內(nèi)源Pol III啟動(dòng)子進(jìn)行了篩選和鑒定。通過(guò)比較不同啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)sgRNA的載體的轉(zhuǎn)基因效率、基因編輯效率、雙等位突變效率。最終，篩選到白樺內(nèi)源的U6-2，U6-6和7SL等啟動(dòng)子具有較高的基因編輯效率和雙等位突變效率。該研究為白樺及其他林木基因功能研究和分子育種奠定了基礎(chǔ)。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“林木良種高效基因編輯技術(shù)研究”的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.14176
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