2018-04-11 16:59:06
近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周煥斌團(tuán)隊(duì)和周雪平團(tuán)隊(duì)與四川大學(xué)、美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)合作，在水稻中成功開(kāi)發(fā)出一種新型水稻堿基編輯器（rBE14），實(shí)現(xiàn)了水稻基因組中A·T堿基對(duì)向G·C堿基對(duì)的高效定向轉(zhuǎn)換。相關(guān)研究成果于3月8日在線發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《分子植物（Molecular Plant）》
據(jù)悉，植保所周煥斌團(tuán)隊(duì)前期成功開(kāi)發(fā)出水稻單堿基編輯系統(tǒng)rBE3、rBE4、rBE5、rBE9工具盒，實(shí)現(xiàn)了堿基C·G向T·A的高效定向替換。本項(xiàng)研究中，該團(tuán)隊(duì)引入了大腸桿菌中的腺苷脫氨酶ecTadA及其高活性突變版本TadA*7.10，借助Cas9切口酶的引導(dǎo)，成功對(duì)水稻基因組中的4個(gè)內(nèi)源基因靶位點(diǎn)進(jìn)行了單堿基的定向編輯，獲得了預(yù)期的水稻突變體材料，效率高達(dá)62%。同時(shí)該載體引入了全新的紫外激活GFP檢測(cè)系統(tǒng)，可以通過(guò)手持式紫外燈直接照射水稻組織，使后代群體中的轉(zhuǎn)基因分離檢測(cè)十分便利。該團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)的rBE14，進(jìn)一步豐富了水稻基因組的單堿基編輯技術(shù)，由此在水稻基因組中可實(shí)現(xiàn)對(duì)DNA四種堿基的編輯替換（A>G, T>C, C>T, G>A），這對(duì)于對(duì)水稻基因功能解析和現(xiàn)代分子育種研究具有重大推進(jìn)作用，特別是對(duì)水稻品種的缺陷型基因進(jìn)行修飾矯正，有利于加快水稻育種進(jìn)程以及延長(zhǎng)現(xiàn)有品種的商業(yè)周轉(zhuǎn)期。
該研究由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周煥斌課題組和周雪平課題組、四川大學(xué)林宏輝課題組以及美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)的楊兵課題組合作完成。植物保護(hù)研究所博士后嚴(yán)芳、碩士研究生曠永潔和客座博士研究生任斌共同為本文第一作者，周煥斌研究員為本文的通訊作者。相關(guān)工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、中國(guó)農(nóng)科院創(chuàng)新工程和國(guó)家自然科學(xué)基金資助。
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