一种基于HDR-CRISPR/Cas9技术快速构建重组鸭肠炎病毒的方法的建立

[目的]本研究通过优化试验条件,建立基于HDR-CRISPR/Cas9基因编辑技术快速、准确地将外源基因定向插入鸭肠炎病毒(Duck enteritis virus, DEV)基因组的方法,为以DEV为载体的重组疫苗的研制奠定基础。[方法]分离并扩繁DEV疫苗株,测定其病毒滴度。根据DEV疫苗株UL26、UL27基因间非编码区序列,设计合成向导RNA(gRNA),经双链退火获得目的片段,通过基因克隆技术将其插入PX459-V2.0载体获得gRNA-Cas9质粒。同时,通过常规基因克隆技术将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)报告基因插入PVAX-1载体,构建含有真核表达盒P_(CMV)-EGFP-BGH pA的重组表达质粒。以DEV疫苗株基因组为模板,扩增gRNA上、下游同源臂序列,通过融合PCR将同源臂序列与真核表达盒P_(CMV)-EGFP-BGH pA进行连接并克隆至PUC19载体获得供体质粒PUC19-UP-EGFP-DOWN。采用先转染质粒后感染亲本DEV的策略构建重组病毒rDEV-EGFP,通过控制单一变量法优化重组病毒构建的试验条件,根据不同条件下绿色荧光蚀斑数量确定最佳条件。利用有限稀释法筛选并纯化表达绿色荧光的蚀斑,获得重组病毒rDEV-EGFP,并对其进行遗传稳定性及体外复制能力的评估。[结果]PCR扩增及测序结果显示,成功构建靶向DEV基因组UL27与UL26基因间非编码区序列的gRNA-Cas9质粒及包含EGFP真核表达盒的供体质粒。鸡胚成纤维细胞(chick embryo fibroblast, CEF)中转染gRNA-Cas9及供体质粒后感染DEV,在荧光显微镜下可观察到绿色荧光蚀斑,表明成功利用HDR-CRISPR/Cas9基因编辑技术将EGFP报告基因敲入DEV基因组。优化后的最佳试验条件为:DEV感染复数(MOI)为0.2、gRNA-Cas9质粒与供体DNA转染比例为1∶2、供体DNA的转染形式为DNA片段、转染与感染时间间隔为6 h、重组病毒收取时间为DEV感染后48 h,优化后EGFP报告基因的敲入效率显著提高(P<0.05)。重组病毒rDEV-EGFP在CEF中连续传代15次,EGFP真核表达盒仍稳定整合在UL26与UL27基因之间的非编码区,具有良好的遗传稳定性。生长曲线结果显示,重组病毒rDEV-EGFP在CEF中的复制能力与DEV疫苗株无明显差异,生长趋势一致,具有良好的体外复制能力。[结论]本研究建立了一种基于HDR-CRISPR/Cas9基因编辑技术快速构建重组DEV的方法,成功构建了具有良好遗传稳定性及体外复制能力的重组病毒rDEV-EGFP,为重组DEV载体疫苗候选株的研制提供了理论依据及技术平台。

基于CRISPR/Cas系统的免扩增核酸检测技术研究进展

成簇规则间隔短回文重复序列(CRISPR)是来源于古细菌的一种免疫系统,可在特定向导RNA的引领下对外来核酸进行识别与切割。由于具有高特异性靶标识别能力以及靶激活的核酸酶活性,近年来该系统被广泛应用于核酸检测领域。为实现高灵敏检测,成簇规则间隔短回文重复序列及相关基因编码的系统(CRISPR/Cas)通常需与预扩增技术相结合,但这同时带来了扩增子气溶胶污染、依赖专有设备、检测时间延长等问题。因此,许多研究人员致力于开发免扩增CRISPR核酸检测技术以解决上述限制。CRISPR/Cas靶向激活的高周转率非特异性切割活性为这种技术的开发提供了可能性,利用各种提高系统反式切割效率或者增强信号的策略,许多免扩增CRISPR核酸检测技术被成功开发出来。该文综述了近年开发的基于CRISPR的免扩增核酸检测技术,依据策略不同将这些技术分为Cas效应器的联用或构筑生化回路、电化学传感、微体积CRISPR/Cas系统、优化信号报告物等4个方面,并从策略的角度分析了这些技术实现免扩增核酸检测的原理,即通过累积多个蛋白复合物传导的信号、增强信号传感能力、提高反应体系浓度、放大报告底物信号等原理实现灵敏度提升。基于已有的技术原理,该文对几种策略的优缺点进行讨论。此外,该文进一步展望免扩增CRISPR核酸检测技术的发展趋势并提出未来可能的研究方向,为开发更快速、灵敏、简便的分子检测技术以促进其更深入的应用提供参考。

CRISPR/Cas9技术在子宫内膜癌治疗中的研究进展

子宫内膜癌(endometrial cancer,EC)是全球第二常见的妇科恶性肿瘤。长期以来,对于患有晚期或复发性子宫内膜癌的患者,传统手术和放化疗治疗效果不甚明显,此为当前需要迫切解决的一大问题。CRISPR/Cas9基因编辑技术可以通过精确修改基因组序列实现诱导基因组插入、缺失或碱基替换等功能,已在探索癌症的发生机制、潜在的治疗靶点以及癌症模型的构建等方面广泛应用,也为子宫内膜癌的临床研究提供了潜在致病靶点和新的治疗方案。该文主要围绕CRISPR/Cas9技术和其近年来在子宫内膜癌的相关研究进展做一综述。旨在为该领域的研究奠定基础,也为子宫内膜癌的临床治疗提供参考。

CRISPR/CAS9敲除PD-1的肿瘤浸润T淋巴细胞回输对小鼠结肠癌的治疗作用

目的:探讨应用成簇规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白(CRISPR/Cas9)技术敲除程序性死亡分子-1(PD-1)的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)回输对结肠癌小鼠的治疗作用。方法:皮下注射CT26构建小鼠结肠癌模型,从3只模型小鼠肿瘤组织中提取TIL,并提取外周血淋巴细胞;对TIL进行PD-1基因敲除;回输实验分为对照组(Control)、输注淋巴细胞组(Lym)、输注荷瘤小鼠TIL组(TIL)、慢病毒空载对照组(pVSV-G-PX458-NC)组、PX458-PD-1-sgRNA1组(PD-1-sgRNA1),每组10只;测量各组小鼠肿瘤组织质量及肿瘤抑制率;TUNEL法检测各组小鼠肿瘤组织细胞凋亡;ELISA检测各组小鼠肿瘤组织TNF-α和IFN-γ含量;免疫组化检测肿瘤组织CD4+T、CD8+T细胞表达;免疫荧光法检测肿瘤组织细胞增殖核抗原-67(Ki-67)和血管内皮生长因子(VEGF)表达;Western blot检测肿瘤组织PD-1及其主要配体PD-L1表达。结果:PD-1-sgRNA1能明显抑制小鼠肿瘤细胞体内生长,抑制肿瘤组织Ki-67和VEGF表达及PD-1、PD-L1表达,提高肿瘤组织细胞凋亡率、TNF-α、IFN-γ含量、CD4+T、CD8+T细胞表达(均P<0.05)。结论:CRISPR/CAS9敲除PD-1的TIL回输能明显抑制结肠癌小鼠肿瘤组织Ki-67和VEGF表达,增加CD4+T、CD8+T细胞,诱导肿瘤细胞凋亡,发挥抑制肿瘤生长作用。

基于RAA-CRISPR/Cas12a技术的桃成分单管一体化快速检测方法

通过设计特异性的桃重组酶介导的等温扩增(recombinase-aided amplification,RAA)和CRISPR RNA(crRNA)引物,建立RAA技术结合CRISPR/Cas12a系统的单管一体化桃成分快速检测方法,并分析该方法的特异性、灵敏度和检出限,同时对市售样品进行检测。结果显示,该方法不依赖大型仪器设备,在30 min内即可完成桃成分的快速检测;与其他常见水果物种之间无交叉污染,表现出良好的特异性;该方法的灵敏度为1.0×10-1 ng/μL;检出限为1%;通过对20份市售样品检测,结果显示本方法与实时聚合酶链式反应法检测结果一致。因此,本研究建立的RAA-CRISPR/Cas12a单管一体化桃成分快速检测方法具有特异性好、灵敏度高的优点,为桃成分快速检测提供了一种新的技术。

CRISPR/Cas9技术在热带作物育种中的应用研究进展

在热带地区种植的香蕉、番木瓜、甘蔗、木薯、天然橡胶、油棕等热带作物,是我国农业的重要组成部分,不仅为我们的日常生活和工农业生产提供了重要的原材料,而且为我国热带与亚热带地区的主要农业产量和经济增长做出了贡献。然而,这些作物的现代分子育种受其生物学特性和遗传复杂性的严重阻碍,多倍化、杂合性、无性繁殖、童期长和植株高大等问题导致热带作物的传统杂交育种周期长、难度大、进展慢。基因编辑技术的发展为热带作物育种带来了新途径和新机遇。CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术以其更高的靶向效率、多功能性和易用性,已被广泛应用于植物基因组编辑育种中。近年来,该技术在香蕉、木薯、天然橡胶、甘蔗等热带作物上也实现了广泛应用。本文介绍了基于CRISPR-Cas9系统的基因组编辑、CRISPR-Cas9在热带作物改良中的应用进展以及所面临的挑战和问题,同时对热带作物基因编辑育种方面提出建议,以期为后续研究提供思路,并为进一步开发应用该技术以有效改良热带作物的植物性状提供参考。

橡胶树CRISPR/Cas9编辑植株出现预期表型的突变阈值

本课题组前期在橡胶树原生质体中分别实现了基于CRISPR/Cas9-RNP及质粒介导的瞬时转化基因编辑,并以HbPDS基因为靶标,在橡胶树愈伤组织中实现了农杆菌介导的稳定转化基因编辑,并获得了出现白化表型的愈伤组织,但由于橡胶树愈伤诱导体胚的技术还不稳定,导致未能获得基因编辑植株。为了获得橡胶树基因编辑幼苗,本研究继续以HbPDS基因为靶标,改用橡胶树体胚为侵染受体,开展农杆菌介导的遗传转化,经潮霉素抗性筛选获得增殖的T_0代抗性体胚,通过Cas9基因分子检测共挑选出116个阳性转化体胚,通过对靶点处的测序检测发现有5个胚块发生了基因编辑,编辑效率为4.3%。通过植株再生程序,获得了2株再生植株,表型观测均是嵌合体,表现为同一编辑植株上同时存在绿色及白化叶片。同时取白化叶片和绿色叶片进行高通量测序,发现二者均已发生了基因编辑,除了1个白化叶片发生了纯合双等位突变之外,其余叶片均为嵌合突变。其中,白化叶片编辑细胞的占比介于86%~100%之间,而绿色部位编辑细胞所占比例介于66%~69%之间,说明橡胶树CRISPR/Cas9编辑植株出现预期表型的突变阈值高于69%,介于70%~85%之间,为今后创制有表型的橡胶树基因编辑幼苗提供理论指导。同时,本研究证明了T_0代转化体胚及其获得的再生植株嵌合比例太高,不宜作为植株再生的材料,为今后通过对T_0代阳性体胚进行继代获得T_1代纯合体胚,并以T_1代体胚为转化受体获得纯合基因编辑植株提供思路。本研究首次公开报道获得了橡胶树基因编辑植株,尽管是嵌合植株,但也增进了对CRISPR/Cas9在橡胶树中作用的理解,为下一步在橡胶树中改进并应用基因编辑技术奠定基础。

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。

利用CRISPR/Cas9系统创制水稻品种GW2基因的突变体

培育具有育种价值的GW2基因编辑的水稻优异新品种在水稻育种中具有重要意义,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,以生产上广泛推广应用的13份水稻品种为材料,对粒质量基因(GW2)进行定向性状改良,通过农杆菌转化创制出一批无T-DNA元件的水稻非转基因GW2突变纯合株系。结果表明:13份T0代水稻转基因中,有28.0%~59.1%植株的GW2基因发生了突变,纯合突变株数量占总突变株数量的35.0%,双等位突变株数量占总突变株数量的14.2%,杂合突变株数量占总突变株数量的50.8%。此外,不同水稻品种发生的突变类型也略有不同。对13份T2代非转基因水稻GW2突变纯合株进行千粒质量性状的考种分析。与对应的野生型亲本品种相比,纯合突变水稻植株的千粒质量显著提高10.81%~58.22%。本研究结果极大地丰富了GW2的突变类型,为不同水稻品种的高产稳产创造了重要的种质资源,同时也为利用基因编辑提高水稻产量提供了有价值的育种信息。

基于CRISPR/Cas系统的检测技术在老年感染性疾病常见病原体中的研究进展

老年感染性疾病是全球老年人死亡的主要原因之一。由于老年人免疫力下降,合并慢性基础疾病等因素,导致其感染因素更复杂且临床表现各异。及早、快速和准确地鉴别出老年感染性病原体,对临床精准的抗感染治疗,减少老年病人并发症及降低死亡率有重要意义。传统病原体检测方法存在依赖标本活菌,检测时间长,检测人员准入条件高或依赖昂贵仪器等缺点。随着CRISPR/Cas系统在微生物检测中的应用,基于CRISPR/Cas系统的检测技术在老年感染性疾病病原体应用的优势也日渐突出。CRISPR/Cas系统能高效准确地鉴定出病原体,尤其是对于标本量少、微生物丰度低、采样困难或需要快速床旁检测的老年感染性疾病的辅助诊断具有重要的价值。本文主要对基于CRISPR/Cas系统的检测技术在老年感染性疾病病原体检测方面的研究进展进行综述。

利用CRISPR/Cas9构建敲除小鼠模型研究PPP2R3A基因对心脏功能的影响

目的 应用CRISPR/Cas9技术构建蛋白磷酸2调节亚基B″家族α亚型(PPP2R3A)基因敲除小鼠,从分子水平及组织水平上研究PPP2R3A缺失对心脏的影响。方法 将Cas9 mRNA和两个靶向PPP2R3A第3外显子翻译起始密码子附近区域的单导向RNA微注射到C57BL/6小鼠受精卵中。小鼠出生后取其基因组DNA进行聚合酶链反应(PCR)和测序以鉴定基因型,鉴定后,基因PPP2R3A缺失型小鼠为KO组,野生型C57BL/6小鼠为WT组(雄性3只,雌性2只)。小鼠心脏组织经甲醛固定并制成切片后分别进行苏木素-伊红(HE)染色和免疫组织化学染色。提取小鼠心脏组织总RNA和蛋白,应用荧光定量PCR和Western印迹验证基因敲除小鼠的有效性和检测互作蛋白表达。结果 获得F1代PPP2R3A杂合小鼠,PCR和测序结果表明突变小鼠的基因型存在113 bp的缺失突变。与WT组相比,KO组心脏组织中PPP2R3A mRNA和蛋白表达量明显下降(均P<0.05),参与心脏发育的G蛋白信号转导调控因子(RGS)19表达量明显升高(P<0.05)。PPP2R3A蛋白表达受损引起了心脏组织病理学变化。结论 PPP2R3A在体内可能通过与RGS19蛋白互作来参与心脏的发育并对心脏功能产生影响。

CRISPR/Cas系统在核酸检测中的应用和挑战

成簇的规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关基因(Cas)系统是古菌和细菌适应性免疫系统,最初被发现用来进行基因编辑,近年其特异识别和切割特性以及可编程性使其在核酸和非核酸靶标检测中崭露头角。目前基于CRISPR/Cas系统的核酸检测系统主要与核酸扩增技术如PCR、链置换扩增(SDA)、滚环扩增(RCA)和EXPAR等恒温扩增技术结合,以提高灵敏度;多项研究也在尝试开发基于CRISPR/Cas的无预扩增核酸检测系统;另外也有研究尝试通过生物祖体(包括适体、DNAzymes和抗原-抗体反应)特异性识别靶物质实现非核酸信号转换为核酸信号,实现基于CRISPR/Cas的蛋白质、小分子、细胞等非核酸物质的检测。但仍存在一些挑战,其中目标中痕量原始浓度的信号转换和放大是分析系统的关键挑战;其他挑战包括CRISPR/Cas存在一定背景活性,CRISPR RNA和单链DNA/单链RNA信号报告序列有降解风险等。随着技术的逐渐成熟,CRISPR/Cas系统将在生物靶标检测中发挥更大作用。本文就CRISPR/Cas系统在核酸检测这一领域的最新发展方向作一述评。

CRISPR/Cas13a在肺结核诊断中的效能研究

目的:分析评价CRISPR/Cas13a对肺结核的检测诊断价值。方法:收集重庆市公共卫生医疗救治中心2023年2月至2023年5月收治住院的45例经病原学确诊(分枝杆菌培养阳性)的肺结核患者痰液标本作为结核病组,并收集同期收治入院的23例非结核病患者(包括社区获得性肺炎、慢性支气管炎、单纯疱疹病毒感染、细菌性肺炎、支气管扩张、慢性阻塞性肺疾病)痰液标本作为非结核病组。所有患者的标本均进行CRISPR-Cas13a检测,且至少进行一项分子检测:结核分枝杆菌复合群核酸扩增检测或Gene Xpert MTB/RIF检测。结果:以分枝杆菌培养结果作为参考,在结核病组中TB-DNA/Xpert检测方法检出阳性标本有42例,CRISPR/Cas13a检出阳性标本有43例;在非结核病组中TB-DNA/Xpert方法检出阳性1例,CRISPR/Cas13a检出均为阴性,差异均无统计学意义(P=1.0)。CRISPR/Cas13a检测肺结核的敏感度为95.6%,特异度为100%,阳性预测值为100%,阴性预测值为92.0%,Kappa值为0.94。结论:与传统的分子生物学方法相比,CRISPR/Cas13a在检测肺结核方面具有较高的敏感度和特异度,在实现对肺结核快速、高效检测具有巨大的潜力。

基于CRISPR/Cas12a的叶酸代谢位点MTHFR基因C677T多态性检测方法的建立

目的开发一种基于CRISPR/Cas12a技术的叶酸代谢位点c.677(MTHFR C677T)的高效检测方法,以实现对C677T多态性的快速、准确分析。方法采用重组酶聚合酶扩增(RPA)结合CRISPR/Cas12a建立单管检测反应体系,建立人MTHFR基因C677T基因分型策略;测试200例孕妇人群样本MTHFR基因C677T多态性,并与常规PCR产物测序结果进行一致率比较。结果基于CRISPR/Cas12a检测人MTHFR基因C677T多态性的检测方法结果准确、特异性好,与PCR产物测序结果具有高度一致性。结论建立的基于CRISPR/Cas12a检测技术的人MTHFR C677T基因分型方法简单、快捷、精准,为叶酸代谢位点MTHFR C677T基因型检测提供了新的途径,具有潜在的临床应用前景。

CRISPR/Cas9技术在骨质疏松症领域应用的研究进展

骨质疏松症是成骨、破骨稳态失衡,骨基质矿化能力减弱的一种骨骼代谢疾病,患病人群逐年增多。CRISPR/Cas9技术可以在细胞及动物层面进行基因改造,为骨质疏松症领域的研究带来便利。本文就CRISPR/Cas9技术在影响成骨细胞、破骨细胞、巨噬细胞的功能以及介导Wnt、RANKL、BMP信号通路参与骨质疏松症发病研究领域的应用作一综述,为相关研究提供文献支持。

“藕断丝连”的CRISPR/Cas:基因编辑中靶点滞留的作用与挑战

成簇规律间隔短回文重复(clustered regulation interspaced short palindromic repeats,CRISPR)和CRISPR相关蛋白质(CRISPR-associated protein,Cas)系统被广泛应用于基因组编辑、转录调控以及细胞实时成像等,并已在农业、工业和医学等领域展示出巨大的应用潜力。该技术的应用取决于CRISPR/Cas的五大属性:靶向、解旋、切割、滞留和旁切。本综述将主要以化脓链球菌(Streptococcus pyogenes)的CRISPR/Cas9为例,聚焦于CRISPR/Cas的滞留属性,梳理相关进展,讨论其在基因编辑技术开发中的应用与挑战。

酿酒酵母工业菌株中Ⅱ型启动子介导sgRNA表达的CRISPR/Cas9基因编辑系统的优化

CRISPR(clustered regulatory interspersed short palindromic repeat)系统因其高效、无痕、简便等特点已被广泛应用于生物基因编辑研究领域。就微生物基因编辑而言,该系统的研究主要集中于单倍体细胞的基因编辑操作。然而,对于遗传背景更为复杂的多倍体细胞来说,高效基因编辑系统的匮乏是制约工业菌株遗传改造及应用的关键因素。因此,以酿酒酵母二倍体工业菌株为研究对象,构建并系统优化了RNA PolⅡ(PolⅡ)和RNA PolⅢ(PolⅢ)两种启动子驱动sgRNA表达的CRISPR/Cas9基因编辑体系,同时对转化条件进行优化提高多位点基因编辑效率。研究结果表明,PolⅡ启动子可实现3对等位基因(即6个基因)一次性敲除,效率高达68%。随后也对目标基因多位点敲入进行了初步探索。该研究建立的酿酒酵母工业菌株CRISPR/Cas9基因编辑系统为菌株快速遗传改造提供强有力的技术支撑。

发根农杆菌介导的甜瓜CRISPR/Cas9系统靶位点的检测

选取甜瓜栽培材料龙庆八号作为受体材料,构建CmCURT1A基因CRISPR/Cas9基因编辑载体,经发根农杆菌介导检测靶位点的编辑情况,为后续甜瓜遗传转化试验提供载体基础。以甜瓜CmCURT1A基因(ID:MELO3C006053.2)为靶基因构建双靶位点敲除载体,经发根农杆菌K599介导的简单遗传转化技术使甜瓜组织长出不定根,经PCR测序发现在不定根中分别存在65 bp、72 bp不同碱基片段的缺失。该方法成功进行了甜瓜CRISPR/Cas9载体靶位点敲除情况的检测,简单高效,实现了在甜瓜中基因编辑靶点的快速鉴定,为研究甜瓜基因功能和遗传改良奠定基础。

基于CRISPR/Cas9的棉花GhbHLH71基因编辑突变体的分析

碱性/螺旋-环-螺旋(basic/helix-loop-helix,bHLH)转录因子在植物的生长发育、次生代谢、信号转导、逆境胁迫等方面起重要的调控作用。棉花GhbHLH71基因c DNA全长996 bp,编码331个氨基酸残基,蛋白序列中含有保守的bHLH结构域,属于bHLH转录因子家族成员。实时荧光定量分析结果表明,GhbHLH71基因在棉花纤维快速伸长期3~12 DPA (days post anthesis,DPA)相对高表达,暗示其主要在棉花纤维发育过程中发挥作用。构建该基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体进行了棉花遗传转化,T_0代再生株经过Cas9基因的PCR检测以及靶位点突变情况检测分析,获得6个T_0代基因编辑突变体。T_1代不同突变株系在棉花生长发育期的表型性状与对照相比无明显差异,但成熟纤维的长度与对照相比皆明显变短。T_2代突变株系可以稳定遗传T_1代株系纤维变短的表型。其中4#和8#株系连续2代的纤维长度与对照相比缩短比率皆达20%以上,表明GhbHLH71基因的突变主要影响了棉花纤维细胞的伸长。本研究为深入了解棉花中bHLH转录因子的生物学功能以及棉花纤维发育的分子机制提供了一定的参考。

木薯MeMLO12基因克隆及其CRISPR-Cas9表达载体的构建

MLO基因是植物中特有的一类抗病性负调控因子,该基因突变导致植物产生广谱抗病性。本研究从木薯全基因组中克隆获得木薯MLO12基因的DNA和cDNA序列,并将其命名为MeMLO12。该基因全长3743 nt、编码区(ORF)全长1728 nt,具有一个完整的开放阅读框,含有15个外显子和14个内含子,编码586个氨基酸,蛋白的分子质量为67.2 kDa,等电点为8.85。该基因编码的蛋白定位在内质网膜上,无信号肽,在23~45、74~96、161~183、285~307、312~334、371~393、413~435 aa处形成7次跨膜结构域。qRT-PCR定量分析发现,受木薯黄单胞病菌侵染后,MeMLO12基因在木薯抗、感品种中的表达量存在明显的差异,参与木薯与黄单胞菌之间的互作,表现出负调控作用。选择该基因第11个外显子进行Snap Gene Viewer分析,获得了10 455条sgRNA的种子序列,从中选取3条靶序列约23 nt,碱基组成上3'末端含G结尾,将其构建到CRISPR-Cas9载体上,经验证,确认MeMLO12的3条靶序列已经成功构建到基因编辑载体上,将其命名为pSGR-Cas9-AT-MeMLO12载体。