一种拟南芥基因高效编辑体系研究

CRISPR/Cas9基因编辑系统操作简单易行,无需引入外源基因,生物安全性高。但怎样快速筛选获得不含外源转化元件的基因编辑后代是一个关键技术问题。本研究创造性的将拟南芥种皮特异性启动子At2S3与荧光筛选标记基因mCherry组装进植物基因组定点编辑CRISPR载体pHDE中,以拟南芥as1为靶基因,构建一种通过荧光标记筛选、实现转化后代中Cas9 Free的基因高效编辑体系。结果表明,通过同源重组方法构建的带有筛选标记的CRISPR载体与设计相符,外源插入片段正确。挑选转化后种皮上带有红色荧光标记的阳性种子培育得到T 1代植株,经PCR验证,成功获得as1定点敲除的纯合突变植株,纯合子比率达到40%;挑选T 1代纯合突变上不带荧光的种子,培育得到的T 2代植株中,PCR检测不到Cas9片段,实现了编辑后代的Cas9 Free。本研究构建的一种带有可视化筛选标记的基因高效编辑体系,成功实现编辑后代中无外源插入的Cas9等转化元件,生物安全性高,为基因组定点编辑技术在植物遗传资源改良中的高效利用提供了借鉴与参考。

基于Cas9-Free的拟南芥ALB3基因编辑载体构建及验证

建立一种高效安全的基因定点编辑体系,为研究植物的光合作用途径以及生理代谢过程提供理想材料。针对拟南芥靶基因ALB3设计2个sgRNA,引导Cas9蛋白识别PAM位点,从而实现ALB3基因的大片段敲除;将荧光筛选标记基因mCherry组装到CRISPR/Cas9载体中,构建一种带有荧光筛选标记的CRISPR/Cas9载体;利用农杆菌转化法转化拟南芥,对其后代进行筛选验证,在倒置荧光显微镜下挑选便可获得Cas9-Free的纯合突变种子。测序结果表明,含有可视化筛选标记基因的拟南芥ALB3基因编辑载体序列与预期一致,由此证明载体构建成功;通过倒置荧光显微镜观察,发现阳性转化拟南芥T0种子含有红色荧光标记,表观观测以及分子鉴定表明T1植株得到纯合突变后代,条带大小小于野生型,白化突变性状明显。挑选T1不含荧光的种子进行培育得到的T2植株,经分子鉴定发现已成功实现Cas9-Free且植株白化。本研究成功构建了一种带有荧光筛选标记且可实现拟南芥ALB3基因敲除的CRISPR/Cas9载体,并获得Cas9-Free的纯合突变植株,为拟南芥基因高效编辑载体的构建以及Cas9-Free基因编辑后代的获得提供了借鉴与参考。

濒危物种雪鸡(Tetraogallus)保护生物学研究综述

为了研究濒危物种雪鸡的保护机制及保护策略,恢复雪鸡在生态系统中的正常功能,以达到保护生物多样性以及维持生态平衡的目的。笔者综述了中国境内喜马拉雅雪鸡、西藏雪鸡和阿尔泰雪鸡的保护生物学研究,发现在野外分布、野外生态学、人工驯化和利用价值、起源与进化等方面有所突破,但在雪鸡的起源与进化以及食性选择方面尚存争议,且在圈养繁殖以及开发利用方面受阻。今后需利用现代野外监测技术,评估雪鸡种群数量;使用重测序技术,研究雪鸡起源与进化;运用宏基因组学技术,研究雪鸡肠道菌群、食性选择;应用现代繁育技术,提高圈养雪鸡的产蛋和繁殖性能;采用遥感技术,开展雪鸡栖息地评估,并对其药用机理进行重点关注和研究。

植物细胞分裂素氧化酶基因研究进展

通过梳理已有的研究文献,综述了植物细胞分裂素氧化酶基因的生理功能及其表达调控研究进展。目前,关于CKX基因在农作物方面的研究报道较多,而在木本植物和观赏植物方面的研究却较少。今后可利用生物信息学软件以及基因编辑技术如CRISPR/Cas9系统加强此方面的研究,以加强对木本植物、观赏植物等植物中CKX基因的表达调控研究,更好地调控植物生长发育进程以及响应逆境胁迫,充分挖掘生物资源的潜力。

CRISPR/Cas9技术发展及其应用进展

概括了CRISPR/Cas9系统的结构及作用原理,分析了该系统的不足,重点阐述了该技术在林木基因组编辑中的应用,并对CRISPR/Cas9系统的未来研究趋势进行了展望.

正交设计在苹果汁饮料配方工艺中的应用

随着人们生活质量的提高,营养健康果汁饮料受到更多消费者的青睐。本文以苹果为原料,进行苹果汁饮料的工艺研究,将感官、理化和卫生作为指标,通过感官评价、单因素试验和正交试验得出苹果汁饮料最佳配比:苹果汁40%,柠檬酸0.20%,白砂糖6%,以CMC-Na(羧基纤维素钠)+黄原胶0.1%作为稳定剂制作的苹果汁饮料风味及稳定性最佳。通过该配方可获得一款营养健康、品质优良、口感细腻的苹果汁饮料。

手工雪茄加工过程中细菌群落多样性与游离氨基酸含量的相关性分析

为揭示手工雪茄加工过程中微生物群落多样性与游离氨基酸含量的关系,分别选取外裹茄衣、水分平衡、烟支冷冻、烟支养护、烟支包装等加工环节完成后的手工雪茄样品,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析细菌群落多样性,同时采用离子色谱-积分脉冲安培法测定18种游离氨基酸含量(质量分数),并进行Spearman相关性分析。结果表明:手工雪茄加工过程中,①细菌群落丰富度及多样性整体呈下降趋势,且水分平衡环节对该趋势的影响较为明显;②优势菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteriota),平均相对丰度分别为51.75%、35.80%和10.38%;优势菌属为不动杆菌属(Acinetobacter)、海洋芽胞杆菌属(Oceanobacillus)、芽胞杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和克雷伯氏菌属(Klebsiella),平均相对丰度分别为12.40%、9.96%、8.48%、8.27%和4.21%;③9个细菌属类群相对丰度变化显著,分别为赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)、肠杆菌属(Enterobacter)、气球菌属(Aerococcus)、类芽胞杆菌属(Paenibacillus)、norank_f_Mitochondria、雷尔氏菌属(Ralstonia)和肠球菌属(Enterococcus);④游离氨基酸总量整体呈增加趋势,其中天冬氨酸占比最高,而鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和副球菌属(Paracoccus)相对丰度与天冬氨酸含量密切相关。因此,手工雪茄加工过程中细菌群落多样性与游离氨基酸含量密切相关。

基于CRISPR/Cas9技术的同源修复载体构建

为探索利用CRISPR/Cas9系统在拟南芥中进行大片段基因敲除并产生回复突变的可行性及其工作效率进一步精准验证靶基因在植物的生长发育中以及响应逆境胁迫中所起的作用。本研究利用同源重组法将sgRNA和编码Cas9的序列快速连接构建表达载体,同时在载体两端装载缺失片段的同源臂以提供同源重组修复时所需的模板。结果显示,敲除ASⅠ基因的表达载体pHDE-ASⅠ重组子阳性率为100%,同源修复载体pHDE-ASⅠ-EcoRⅠ-mCherry为90.9%,且经测序验证,利用同源重组法所构建的表达载体序列无突变,与原序列高度一致从而实现了同源修复载体的构建。本研究为精准验证靶基因的功能提供了技术指导。