近日,湖南杂交水稻研究中心袁定阳研究员团队和李莉研究员团队合作,利用荧光蛋白标记和新型花粉杀手,构建了高效分离无转基因成分的CRISPR/Cas9系统,该系统不仅展示了优良的跨代编辑能力,而且特别适用于水稻多靶点或多基因的复杂编辑需求。相关研究在线发表在植物学知名期刊《Plant Biotechnology Journal》。
CRISPR/Cas9基因编辑技术因其简单、高效和稳定的特点,已广泛应用于基因功能研究和作物遗传改良。一般来说,编辑植株表型的精准鉴定和基因编辑产品的商业化需要可遗传的、稳定的表型。然而,含有CRISPR载体的编辑植株具有更高的脱靶概率和Cas9蛋白持续编辑活性,更容易导致编辑植株产生不稳定的表型和更高的转基因遗传漂移风险。因此,在水稻中发展高效率剔除CRISPR/Cas9元件的技术体系有助于基因编辑技术的进一步应用。
该团队利用新构建的水稻花粉杀手Ramy1A和前面已证明的花粉杀手orfH79,结合转基因种子荧光标记DsRed2,开发了荧光标记和花粉杀手辅助筛选无外源转基因成分的CRISPR/Cas9基因编辑系统(FMPKC)。然后通过FMPKC系统对水稻节间长度基因EUI1和花粉育性基因PTC1进行定向编辑,全面评价了FMPKC系统的遗传特征、转基因花粉致死效率、无转基因植株筛选效率等,并展示了携带FMPKC元件的荧光种子在生长发育过程具有优良的跨代编辑能力,尤其适合水稻多个靶点或多个基因同时被编辑的需求。
湖南杂交水稻研究中心/杂交水稻全国重点实验室余东副研究员、周天顺博士和许娜博士为论文的共同第一作者,袁定阳研究员和李莉研究员为本文的共同通讯作者。本研究得到了岳麓山种业创新项目、湖南省自然科学基金、海南省重大科技项目等项目的资助。
文章来源:植物生物技术Pbj