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一个CRISPR/Cas9-VQR基因编辑系统的构建

陈凯; 孙国梁; 宋高原; 李爱丽; 谢传晓; 毛龙; 耿帅锋 中国农业科学院作物科学研究所; 北京100081
  • 定点突变  
  • pam  
  • 基因突变  

CRISPR/Cas9系统是一种广泛应用于细菌、酵母、动物和植物中的基因组定点编辑技术,但该编辑系统的使用范围受PAM(proto-spacer-motif)位点NGG的限制。本研究通过突变Streptococcus pyogenes Cas9(SpCas9)编码氨基酸(1135位的天冬氨酸D突变成缬氨酸V,1335位的精氨酸R突变为谷胱氨酸Q,1337位的苏氨酸T突变为精氨酸R,命名该突变子为Cas9-VQR)改造其识别PAM为NGA的位点以扩大其使用范围。并使用玉米Ubi启动子启动Cas9-VQR基因、优化SpCas9的密码子、加入保守的核定位信号序列、增加单子叶植物中保守的3′UTR序列和使用水稻U6启动子启动gRNA来修饰该编辑系统。结果表明Cas9-VQR系统能够识别PAM为NGA的位点,并进行有效的切割。体外酶切活性检测结果表明Cas9-VQR的切割效率为5%~70%。水稻转化检测结果表明Cas9-VQR的切割效率约为27.5%~70.5%,平均切割效率为46.23%。本研究拓宽了CRISPR/Cas9系统在作物中的使用范围,特别是NGA PAM位点较高的作物。

  • 小麦芒长抑制基因B2的精细定位与候选基因分析

    作者: 河南农业大学农学院; 河南郑州450002; 中国科学院遗传与发育生物学研究所/植物细胞与染色体工程国家重点实验室; 北京100101; 北京农学院植物科学技术学院; 北京102206; 北京科技大学生物与农业研究中心; 北京100024 金迪; 王冬至; 王焕雪; 李润枝; 陈树林; 阳文龙; 张爱民; 刘冬成; 詹克慧

    芒是小麦重要的穗部器官和形态特征,是小麦长期进化和适应环境的结果,对产量和抗旱性等具有重要影响。目前,对麦芒的遗传与发育还缺乏系统的研究,相关基因克隆或精细定位的研究尚未见报道。本试验利用短芒材料‘六柱...

  • 8种水旱环境下2个玉米群体穗部性状QTL间的上位性及环境互作效应分析

    作者: 甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃农业大学农学院; 甘肃兰州730070 赵小强; 任斌; 彭云玲; 徐明霞; 方鹏; 庄泽龙; 张金文; 曾文静; 高巧红; 丁永福; 陈奋奇

    深入剖析干旱胁迫条件下玉米穗部性状的遗传机制可为玉米抗旱高产分子育种提供参考依据。以大穗型旱敏感自交系TS141为共同亲本,分别与小穗型强抗旱自交系廊黄和昌7-2杂交,构建了含有202个(LTPOP)和218个(CTPOP)家系...

  • 辽河流域玉米籽粒脱水特点及适宜收获期分析

    作者: 石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室; 新疆石河子832003; 中国农业科学院作物科学研究所/农业部作物生理生态重点实验室; 北京100081; 内蒙古农业大学; 内蒙古呼和浩特010019 黄兆福; 明博; 王克如; 谢瑞芝; 杨飞; 王志刚; 肖春华; 李少昆

    辽河流域处于中国东北春玉米区南部,积温资源相对丰富,在该区域推广玉米机械粒收技术具有较好的热量资源基础,但区域内玉米收获时籽粒含水率偏高,机械粒收的破碎率、损失率偏高等质量问题突出。分析区域内主推品种的...

  • 大豆出苗期耐盐性鉴定方法建立及耐盐种质筛选

    作者: 中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物基因资源与遗传改良重大科学工程/农业部种质资源利用重点实验室; 北京100081 刘谢香; 常汝镇; 关荣霞; 邱丽娟

    土壤盐渍化是影响农业生产的重要问题,筛选耐盐大豆资源对于大豆主产区盐渍化土壤的利用具有重要意义。以中黄35、中黄39、Williams82、铁丰8号、Peking和NY27-38为供试材料,以蛭石为培养基质,设0、100和150 mmol L?...

  • 大麦重组自交系群体籽粒总花色苷含量和千粒重QTL定位

    作者: 云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所; 云南昆明650205; 云南省农业生物技术重点实验室; 云南昆明650205; 卡拉奇乌尔都艺术与科技大学生物技术系; 巴基斯坦卡拉奇75300 杨晓梦; 李霞; 普晓英; 杜娟; Muhammad; Kazim; Ali; 杨加珍; 曾亚文; 杨涛

    以云南特有的紫色大麦紫光芒裸二棱和澳大利亚引进的黄色大麦Schooner构建的193个重组自交系为材料,对2013-2015年3年3个试验点的大麦籽粒总花色苷含量和千粒重进行相关性分析和QTL定位。大麦总花色苷含量和千粒重之...

  • 不同叶龄蘖、穗氮肥组合对粳稻产量及氮素利用的影响

    作者: 沈阳农业大学水稻研究所/教育部省部共建北方粳稻遗传育种重点实验室/农业农村部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室; 辽宁沈阳110161 王艳; 易军; 高继平; 张丽娜; 杨继芬; 赵艳泽; 辛威; 甄晓溪; 张文忠

    以主茎叶片数不同的粳稻品种吉粳88 (14片)、沈农265 (15片)和沈农1401 (16片)为试材,采用大田筒栽方式,在总施氮量225kghm^–2及轻简施肥(基肥、蘖肥、穗肥)模式基础上,设置基蘖肥∶穗肥6∶4和8∶2两种施肥比例,并...

  • 茶树β-淀粉酶基因CsBAM3的克隆及其响应低温的表达模式

    作者: 中国农业科学院茶叶研究所/国家茶树改良中心/农业部茶树生物学与资源利用重点实验室; 浙江杭州31008; 福建农林大学园艺学院; 福建福州350002 郝心愿; 岳川; 唐湖; 钱文俊; 王玉春; 王璐; 王新超; 杨亚军

    β-淀粉酶(BAM)是植物中参与淀粉水解的关键酶类,在应对非生物胁迫中发挥重要作用。从前期茶树冷驯化转录组分析中分离到1个参与淀粉代谢的差异表达基因,cDNA全长克隆及序列分析鉴定该基因为拟南芥BAM3同源基因,命名...

  • 陆地棉SRO基因家族的鉴定及表达分析

    作者: 安阳工学院; 河南安阳455000; 中国农业科学院棉花研究所; 河南安阳455000; 棉花生物学国家重点实验室; 河南安阳455000 吕有军; 杨卫军; 赵兰杰; 姚金波; 陈伟; 李燕; 张永山

    SRO是植物特有的类RCD-ONE蛋白家族,在植物抵御各种生物和非生物胁迫过程中具有重要的作用。本研究利用生物信息学方法从陆地棉遗传标准系TM-1(Gossypium hirsutum L.acc.TM-1)基因组中鉴定到12个SRO基因家族成员。...

  • 新疆早熟陆地棉品种更替产量提高过程中冠层结构特征的演变

    作者: 石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室; 新疆石河子832003; 石河子大学生命科学学院; 新疆石河子832003 杨延龙; 肖飞; 徐守振; 王宇轩; 左文庆; 梁福斌; 张旺锋

    选用新疆近30年不同年代(1990s、2000s、2010s)早熟陆地棉(GossypiumhirsutumL.)大面积主栽品种,在膜下滴灌栽培条件下,测定其冠层开度、叶倾角、冠层光分布等指标,明确品种更替及产量提高过程中棉花冠层结构的变化...

  • 麦瘟病研究进展与展望

    作者: CIMMYT; Apdo.; Postal; 6-641; 06600; Mexico; D.F.; Mexico; 中国农业科学院作物科学研究所; 北京100081; 中国农业科学院植物保护研究所; 北京100193; 国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)中国办事处; 北京100081 何心尧; 郝元峰; 周益林; 何中虎

    由Magnaporthe oryzae引起的麦瘟病是一种毁灭性小麦真菌病害,过去仅在南美流行,可造成10%~100%减产。2016年该病害首次在亚洲出现,给世界小麦生产带来重大潜在威胁。本文对麦瘟病病原生物学与病害流行学、小麦抗性...

  • 普通菜豆籽粒大小与形状的QTL定位

    作者: 中国农业科学院作物科学研究所; 北京100081 耿庆河; 王兰芬; 武晶; 王述民

    普通菜豆是世界上最重要的食用豆类作物之一,其籽粒大小和形状与产量及外观品质密切相关。本研究以来自安第斯基因库的大粒品种龙270709和来自中美基因库的小粒品种F5910配置杂交组合,获得的F2分离群体分别在哈尔滨...

  • 玉米弱势粒库活性与籽粒内源激素及多胺含量的关系

    作者: 内蒙古农业大学农学院; 内蒙古呼和浩特010019; 内蒙古自治区农牧业科学院; 内蒙古呼和浩特010031 王志刚; 梁红伟; 高聚林; 于晓芳; 孙继颖; 苏治军; 胡树平; 余少波; 李雅剑; 魏淑丽; 杨哲

    玉米籽粒形成期的库活性是弱势粒败育或灌浆受限的核心限制因子,明确弱势粒中内源激素及多胺水平对其库活性的调控机制,对探索密植条件下玉米弱势粒调控途径具有重要意义。本研究以典型玉米杂交种郑单958和先玉335为...

  • 《作物学报》征稿简则

    作者:  

    1.文稿:来稿要求内容充实且具有创新性,数据可靠,条理清楚,论述有据,文字精练,图表简明.涉及产量性状或受环境影响大的试验,要求有2年以上的重复,并须对数据作统计分析.综述性文章应由具有较高学术水平的学科带头人...

  • 水稻紫鞘染色体片段代换系Z519的鉴定及PSH1候选基因分析

    作者: 西南大学水稻研究所、转基因植物与安全控制重庆市市级重点实验室; 重庆400716; 贵州省茶叶研究所; 贵州贵阳550006 周可; 李燕; 王世明; 崔国庆; 杨正林; 何光华; 凌英华; 赵芳明

    花青素是广受人们喜爱的植物色素, 在食品加工、杂种纯度鉴定中具有重要的作用.本研究鉴定了一个以日本晴为受体、优良紫鞘恢复系R225 为供体亲本的紫鞘水稻染色体片段代换系Z519.Z519 共含有16 个代换片段,分布于除...

  • 玉米热激转录因子基因ZmHsf25的克隆、特性与耐热性功能分析

    作者: 河北省农林科学院遗传生理研究所、河北省植物转基因中心重点实验室; 河北石家庄050051; 河北师范大学生命科学学院; 河北石家庄050024 赵立娜; 段硕楠; 张华宁; 郭秀林; 李国良

    植物热激转录因子(heat shock transcription factor, Hsf)对下游热激蛋白基因及耐热性相关基因的表达起关键调控作用.玉米中至少有30 个Hsf 家族成员, 其中B 族有7 个.在前期对玉米A1 亚族热激转录因子基因ZmHsf0...

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