Plant Cell 中国农科院植保所周焕斌团队成功开发高效水稻内源基因精准标签技能

来源:米乐m6平台    发布时间:2025-02-08 03:53:31

  便利于科学家研讨蛋白质的互作联系、信号通路和分子机制,被大规模的使用于生命科学范畴的分子生物学、细胞生物学和生物化学研讨中。相对于传统转基因技能介导的外源标签蛋白研讨,其过量表达有时会形成研讨成果的不可靠性,经过基因修改技能直接标签内源靶基因创制资料,研讨成果更能反映靶基因在细胞内参加的生理生化进程和实践功用。长期以来,怎么打破高效的植物内源基因标签技能一向都是生物技能讨论研讨人员重视的重要课题。

  近来,中国农业科学院植物保护研讨所周焕斌团队在植物生物学范畴世界闻名期刊ThePlant Cell上在线宣布了题为Efficient in situ epitope tagging of rice genes by nuclease-mediated prime editing的研讨论文,该研讨借用依据CRISPR/Cas核酸酶的引导修改体系,经过微同源介导结尾衔接途径完结了水稻多个内源基因的高效精准符号,为水稻内源基因标签研讨供给了全新的修改战略。

  在该研讨中,研讨人员首要凭借多种优化战略在水稻上建立了高效的引导修改体系,测验靶位点的修改功率高达95.83%。进一步探究了依据CRISPR/Cas核酸酶的引导修改体系,经过不同DNA修正途径(非同源介导的结尾衔接/NHEJ和微同源介导的结尾衔接/MMEJ)在水稻内源基因精准符号中的潜力。依据成果得出两种战略均能完结水稻内源基因的精准FLAG符号,但MMEJ介导的 NM-PE战略在精准性和功率上比NHEJ介导的 NN-PE战略更优。此外,凭借的SpRY和ScCas9核酸酶,松懈型的引导修改器经过NM-PE战略成功完结内源基因OsMPK3、OsMPK6、OsMPK7、OsMPK10、OsMPK11的精准符号,修改功率高达70.83%,大大扩展了NM-PE标签战略在水稻基因组中的使用场景规模。最终,研讨人员探究了NM-PE在水稻内源双基因标签中的潜力,依据成果得出子孙基因修改集体具有很多单、双基因精准标签植株以及基因敲除植株。

  综上,依据CRISPR/Cas核酸酶介导的双链DNA切开和微同源介导的结尾衔接途径的NM-PE战略,能轻松完结水稻靶基因的多核苷酸精准操作、精准标签及敲除等,在未来水稻蛋白符号组学研讨、基因功用研讨和遗传改进方面具有很大的潜力,也为其它农作物和经济作物相关研讨供给的全新的思路。

  中国农业科学院植物保护研讨所博士研讨生李雪琪(海南专项)和博士研讨生张素杰为本文一起榜首作者,周焕斌研讨员为通讯作者,团队多名成员一起协作完结,北京农林科学院李少芳研讨员、挪威生物经济研讨所Carl Spetz研讨员、青岛农业大学黄金光教授、中国农科院植保所周雪平教授也参加了相关研讨工作。该研讨得到了农业生物育种严重专项、国家要点研制方案、中国农业科学院南繁专项基金、海南省种业要点实验室和中国农业科学院立异工程等项目的支撑。

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