作物基因組單堿基編輯方法研究取得重要進展

據(jù)2017年3月1日《中國科學報》報道，中科院遺傳與發(fā)育生物學所高彩霞研究組在前期工作基礎(chǔ)上，借鑒哺乳動物單堿基編輯方法，利用Cas9變體(nCas9-D10A)融合大鼠胞嘧啶脫氨酶(rAPOBEC1)和尿嘧啶糖基化酶抑制劑(UGI)，構(gòu)成了高效的植物單堿基編輯系統(tǒng)nCas9-PBE，成功地在三大重要農(nóng)作物(小麥、水稻和玉米)基因組中實現(xiàn)高效、精確的單堿基定點突變。

單核苷酸點突變是作物許多重要農(nóng)藝性狀發(fā)生變異的遺傳基礎(chǔ)。單堿基的變異會導致氨基酸替換或蛋白質(zhì)翻譯終止,使基因功能發(fā)生改變，從而有可能產(chǎn)生優(yōu)良的等位基因與優(yōu)異性狀。傳統(tǒng)誘變及單堿基突變篩選技術(shù)(如TILLING)需要進行基因組規(guī)模的篩選，耗時、耗力且鑒定到的點突變數(shù)目和種類有限。

據(jù)悉，nCas9-PBE技術(shù)無需在基因組的靶位點產(chǎn)生DNA雙鏈斷裂(DSB)，也無需供體DNA的參與，具有簡單、廣適、高效的特點。nCas9-PBE單堿基編輯系統(tǒng)成功建立和應用，為高效和大規(guī)模創(chuàng)制單堿基突變體提供了一個可靠方案，為作物遺傳改良和新品種培育提供了重要技術(shù)支撐。