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水稻全基因组突变体库助力水稻高产与优质育种

2017-08-04


   

    水稻是世界上最重要的三大粮食作物之一,为全球一半以上人口提供赖以生存的基本食粮,现代技术加快了水稻基础科学理论研究和进行水稻遗传改良,分子品种设计高产优质育种,有助于解决日益严峻的粮食问题。

      全基因组范围的水稻突变体是进行水稻功能基因组学基础理论研究,水稻分子品种设计育种和筛选优良性状的重要材料。 传统T载体随机插入构建植物突变体库在拟南芥得到了广泛应用,但是该方法是工作量巨大,致命缺陷是无法获得全基因组基因突变库。

      被喻为“遗传手术刀”的CRISPR/Cas9基因组编辑技术能对特定目标靶基因进行精准的编辑,通常只在靶位点造成几个碱基的替换、插入或者删除,这与基因组上时常发生的自然变异或诱导突变本质相同,在农作物分子遗传改良育种上具有广阔的应用前景。

      该技术已经广泛应用于包括农作物在内的各种生物体的基因组编辑。科学工作者利用该技术,创造了大量的植物内源基因功能缺失的突变体,为植物的功能基因组学基础科学理论的研究做出了巨大的贡献。

    2017年6月12日,生物界国际著名学术期刊杂志《分子植物》(Molecular Plant)在线发表了由我公司庄峰锋博士参与的中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋课题组和高彩霞课题组合作研究论文,该研究利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术和高通量的寡核苷酸芯片合成技术,对水稻全基因组进行大规模的编辑,成功实现了水稻突变体的高通量快速构建和功能筛选。唯尚立德主要承担了其中的水稻高效CRISPR/Cas9系统改进,高通量的寡核苷酸芯片合成以及水稻CRISPR/Cas9-gRNA T载体文库构建工作。



    该研究表明,利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术大规模构建水稻突变体库并进行高通量功能筛选是高效便捷获得水稻重要突变体和快速克隆对应基因的有效方法,同时能够为水稻遗传改良和分子设计育种提供重要的供体材料,为大规模的水稻功能基因组学基础理论研究和水稻品种设计育种提供了一个非常有意义的研究平台。