基于CRISPR/Cas9基因编辑技术靶向敲除OsFAD2创制高油酸水稻突变体

【目的】水稻OsFAD2编码脂肪酸脱饱和酶,调节油酸(C18∶1)向亚油酸(C18∶2)转化,该基因突变后可提高水稻的油酸含量。为了创制高油酸水稻突变体并助力稻米油发展,利用CRISPR/Cas9技术对OsFAD2进行定点编辑。【方法】以日本晴(粳稻)愈伤组织为材料,利用含有CRISPR/Cas9-FAD2-sgRNA载体的农杆菌介导获得转基因植株,Sanger测序与荧光定量PCR鉴定阳性植株,最后利用气相色谱质谱(GC-MS)检测稻米籽粒脂肪酸含量变化。【结果】靶点序列测序检测表明,有3株OsFAD2敲除植株在T0代产生了碱基变异,但是仅有1株不存在脱靶现象。随后阳性植株种子被扩繁至T1代,使得OsFAD2突变序列纯和、稳定,荧光定量PCR检测表明OsFAD2表达量比野生型植株显著减少。利用T1代转基因植株进行种子脂肪酸组分检测表明,敲除OsFAD2导致籽粒油酸含量显著上升约30%。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对水稻OsFAD2编码区序列进行靶向敲除并获得了高油酸水稻突变体,为后续高油酸稻米育种提供种质资源。