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威尼斯:极大地促进了植物的研究和育种

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8日,记者从中国科学院分子植物科学卓越中心了解到,中心研究人员利用改良的DNA片段作为供体,建立了一种高效的片段靶向敲入和置换方法。该方法的定向敲入效率可达47.3%,极大地促进了植物的研究和育种。

近年来,CRISPR/ cas介导的植物基因组位点特异性编辑技术在作物基因功能研究和精细育种中发挥了重要作用,显示出了广阔的发展潜力和应用前景。然而,CRISPR/ cas介导的植物基因组靶向敲除方法只能在基因组的特定位点产生随机插入和缺失,精确插入和替换片段的效率非常低,限制了其在植物研究和育种中的应用。论文通讯作者、中科院分子植物科学创新卓越中心研究员朱建建表示:“目前,迫切需要建立一个更高效的植物基因组片段插入和替换方法体系。”

研究者发现供体片段的硫代修饰和磷酸化可以有效提高靶向敲入效率。“我们先后敲入了不同T0代基因编辑水稻的14个基因座的不同DNA片段,如翻译增强子、转录调控元件和启动子。”朱建建表示,通过对1393株后期植物分析的编辑,发现该方法的敲入效率高达47.3%,平均25%。新方法甚至可以同时实现四个位点的多基因靶向敲入。


在此基础上,研究者提出了重复片段介导的同源重组方法。使用这种方法,研究人员在5个基因位点实现了片段替换和原位标记蛋白的精确融合,效率高达11.4%。

朱建建表示,靶向敲入和片段替换方法的建立,将使靶向敲入成为像靶向敲出一样的常规实验,推进农作物定向遗传改良的进程。

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