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    11选5下期推算方法:农科院开发出基于Cas9-NG的水稻基因组定点编辑工具

    文章来源: 科技日报、中国农业科学院植物?;ぱ芯克?       发布时间:2019-04-03

    湖北十一选5开奖结果 www.tt1e.net 4月3日消息,日前,中国农科院植物?;ぱ芯克芑辣罂翁庾?、周雪平课题组和四川大学生命科学学院林宏辉课题组合作开发了一系列基于Cas9-NG的各种水稻基因组定点编辑工具,并成功用于水稻单基因敲除、多基因敲除、单碱基编辑(碱基对G·C和A·T的互换)以及靶基因转录激活调控。该成果对于水稻基因功能解析和分子精准育种具有重要促进作用,将加速实现水稻缺陷型基因的修饰矫正,有利于缩短水稻育种进程和延长现有优良品种的应用周期。


    农科院开发出基于Cas9-NG的水稻基因组定点编辑工具


    相关研究成果以 “Cas9-NG greatly expands the targeting scope of genome-editing toolkit by recognizing NG and other atypical PAMs in rice”“Cas9-NG核酸酶通过识别NG和其它非典型性PAM序列极大扩展各水稻基因编辑技术的应用范围”为题,发表于国际知名学术期刊Molecular Plant《分子植物》(IF="“9.326”)。


    基于CRISPR/Cas9的水稻基因组编辑技术的出现和应用,使得水稻功能基因组学研究和分子育种变得更加高效便捷。现今常用的各种基因组编辑工具大多基于SpCas9蛋白架构,需要识别编辑靶位点的NGG序列(该保守序列被称为PAM识别序列,N为碱基A/T/G/C中任意一种)而行使功能。PAM识别序列的存在极大限制了Cas9在基因组范围内的打靶序列选择,尤其在进行单碱基编辑替换时,由于待编辑靶碱基位置是固定的,周边若无NGG序列的话,基本无法进行靶碱基的编辑替换。因此扩展或简化PAM识别序列,将有利于扩展水稻基因组编辑应用范围。


    农科院开发出基于Cas9-NG的水稻基因组定点编辑工具


    为了扩展水稻基因组定点编辑技术,尤其是各种单碱基编辑器在水稻上的使用范围,该团队首先探索了识别NG PAM的Cas9-NG和xCas9两个蛋白核酸酶对水稻基因组的切割属性。研究发现Cas9-NG编辑效果优于xCas9蛋白,并且将PAM识别序列由NGG简化为NG,此外还能识别NAC、NTG、NT和NCG等PAM序列。Cas9-NG在水稻上的成功应用,在一定程度上突破了PAM识别序列的限制,将水稻基因组中的可编辑位点增加了8倍,众多之前无法进行碱基编辑的位点如今可进行操作,大大扩展了编辑范围。


    由此,该团队开发了一系列基于Cas9-NG架构的各种水稻基因组定点编辑工具,并成功用于水稻单基因敲除、多基因敲除、单碱基编辑以及靶基因转录激活调控。如:水稻胞嘧啶碱基编辑器rBE22(hAID*?-Cas9n-NG-UGI)实现 OsBZR1 靶碱基C向T的定向替换,获得了预期 OsBZR1(P206L) 材料。腺嘌呤碱基编辑器rBE23(TadA:TadA7.10-Cas9n-NG)将 OsSERK2 的一个病原响应磷酸化位点的靶碱基A替换为G,效率达40.43%等。


    Cas9-NG在水稻上的成功应用,在一定程度上突破PAM识别序列的限制,实现了水稻基因组可编辑位点八倍提高,众多之前无法进行碱基编辑的位点如今可进行操作,大大扩展了靶向范围,这对于水稻基因功能解析和分子精准育种具有重要促进作用,加速实现水稻缺陷型基因的修饰矫正,有利于缩短水稻育种进程和延长现有优良品种的应用周期。


    该研究由中国农业科学院植物?;ぱ芯克芑辣罂翁庾?、周雪平课题组和四川大学生命科学学院林宏辉课题组合作完成。植物?;ぱ芯克妥┦垦芯可伪蠛退妒垦芯可宋餐谝蛔髡?,周焕斌研究员和林宏辉教授为本文的共同通讯作者。本研究得到相关工作得到了基金委自然科学基金(31871948),国家重点研发计划项目(2017YFD0200900)和中国农科院创新工程的资助。


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