利用CRISPR/Cas9技术编辑OsOFP30基因创制水稻粒型突变体

【目的】研究水稻OFP家族转录因子OsOFP30对粒型的影响,创制新的粒型突变材料,为水稻粒型改良提供参考。【方法】以粳稻品种中花11为受体材料,利用CRISPR/Cas9技术对OsOFP30基因进行定向编辑;通过T_(0)、T_(1)和T_(2)代连续筛选,获得3类无外源片段插入的纯合突变体(长片段删除突变OsOFP30^(-89)、单碱基插入突变OsOFP30^(+1G)和OsOFP30^(+1A));分析粒型变异,进行生物信息学和测序分析,初步确定粒型变异原因。【结果】与野生型相比,3类突变体的粒宽和千粒重都显著降低,OsOFP30^(-89)和OsOFP30^(+1G)仅粒长和粒厚显著降低,穗型指标与野生型无明显差异,OsOFP30^(+1A)的粒长和粒厚与野生型无明显差异,仅一次枝梗数显著低于野生型;生物信息学分析表明,这3类突变体均由移码突变导致的翻译提前终止所产生,OsOFP30^(-89)突变蛋白长度为252个氨基酸,OsOFP30^(+1G)和OsOFP30^(+1A)突变蛋白长度均为282个氨基酸,两者仅第323位的核酸序列存在G和A的单碱基差异,导致突变蛋白第108位产生丝氨酸和天冬酰胺的差别。【结论】初步判断OsOFP30基因可调控水稻粒型变异。本研究创制了新的粒型突变材料,可为水稻粒型改良育种提供参考。

水稻调控淀粉合成基因的研究进展

水稻是全球重要的粮食作物之一,近年来随着人们生活质量提升,对稻米的品质逐渐重视。胚乳是稻米的主要组成成分,为种子萌发和种胚发育提供能量,其中淀粉含量约占水稻种子干物质积累的80%,研究淀粉生物合成的分子机制对水稻品质改良具有重要理论意义与应用价值。虽然淀粉的基本合成途径已比较清晰,但是大田条件下淀粉的合成是一个受遗传和环境条件共同决定的复杂生物学过程。由于表型鉴定相对困难,很难通过QTL等方法对稻米品质的影响因子进行图位克隆。通过物理化学诱变获得的淀粉合成缺陷突变体多为单基因控制,这些突变体由于淀粉颗粒形态改变或填充不紧密,通常表现为胚乳粉质的表型,加代纯合后构建群体可对突变基因进行图位克隆。近年来,利用突变体克隆的新调控因子逐渐增多,参与合成的路径多样化,充实完善了淀粉合成的调控网络。本研究通过对近年来的此类突变体进行概括综述,探讨影响淀粉合成的不同调控因子类型及代谢通路,以期对水稻品质改良提供参考。

合成生物学在水稻基因工程及遗传改良中的应用研究进展

合成生物学是融合了生命科学和工程学的新兴学科,近年来在水稻中已经取得了一系列进展。利用合成生物学的手段不仅可以将水稻改造成高价值的天然产物生产工厂,还可以对水稻的产量、营养品质进行改良和优化。概述了利用合成生物学在水稻中合成药用蛋白、疫苗和天然代谢产物,以及改良农艺性状、提高水稻产量几个方面的研究进展。

不同产地中华绒螯蟹鉴定方法及其研究进展

中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis),俗称河蟹、大闸蟹,是我国特有名贵水产品。由于不同产区地理环境、养殖模式差异大,知名品牌中华绒螯蟹往往具有更高的价值,但同时也导致了近年来假冒原产地大闸蟹的现象越来越严重。目前亟须建立客观、有效的中华绒螯蟹产地判别方法。因此,越来越多的学者开展了不同产地中华绒螯蟹的鉴定与研究,常见的判别方法包括形态指标鉴定,生化指标鉴定,元素指纹特征鉴定,稳定同位素技术鉴定,电子鼻、电子舌鉴定及分子生物学鉴定等。本文中综述了各种鉴定方法的优缺点,简要介绍了应用上述方法鉴定中华绒螯蟹的研究进展,并对今后中华绒螯蟹鉴定研究的发展趋势进行了探讨,可为探索和建立客观、可靠、快速的中华绒螯蟹产地判别方法提供一定的理论参考。

四种天然有机添加物对印度梨形孢形态及生长的影响

以1/2 MS为基本培养基,探究芹菜、白菜、椰子水、香蕉四种天然有机添加物在固体和液体培养基中对印度梨形孢形态和生长速度的影响。结果表明:在固体培养基中,添加椰子水的印度梨形孢气生菌丝密集、细长、分叉多,菌斑生长速度最快,添加100 g·L^(-1)椰子水的培养基最适合印度梨形孢的生长;在液体培养基中,添加椰子水的印度梨形孢菌丝体圆润、紧密,形成大小一致的菌丝球,鲜重、干重、产孢量最大,分别为2.396 g、0.077 g、3.8×10^(6)个·mL^(-1)。椰子水是有效促进印度梨形孢生长的最佳添加物,香蕉和白菜其次。

水稻多胚基因CRISPR/Cas9基因编辑载体的构建

为构建水稻多胚基因OsPE的CRISPR/Cas9基因编辑载体,以OsU6a启动子为模板,通过两轮Overlapping PCR构建出一个sgRNA的表达盒。在T4连接酶的作用下,将sgRNA表达盒连接到酶切后的CRISPR/Cas9编辑载体中。先进行菌液PCR验证和酶切验证,后通过测序检测,获得一套多胚基因的pYLCRISPR/Cas9-gRNA载体,为多胚基因的进一步研究提供新的路径。