利用CRISPR/Cas9技术定向编辑水稻OsIQD1基因

【目的】植物特异性IQD家族蛋白质是一类植物特有的钙调素结合靶蛋白,在植物的生物防御和发育调节中发挥重要作用。前期酵母双杂筛选试验表明,Pik-H4与OsIQD1存在互作关系,为进一步揭示Os IQD1在水稻抗稻瘟病中的生物学功能,利用CRISPR/Cas9编辑技术对OsIQD1基因进行定点编辑。【方法】通过序列比对获得水稻OsIQD1。在OsIQD1第1外显子和第5外显子(DUF4005结构域)区域设计2个20 bp的编辑靶点,将2个靶点核苷酸片段克隆至pRGEB32载体,获得p RGEB32-OsIQD1-gRNA载体,利用农杆菌介导法转化水稻Pik-H4 NIL愈伤组织,经再生培养、潮霉素检测获得转基因阳性植株,并对T0代转基因植株靶点区域序列进行PCR和测序,分析osiqd1的突变类型。【结果】转基因再生植株经过对抗潮霉素基因HPTⅡ的PCR鉴定,获得30株阳性株系。对T0代植株靶点附近序列的测序结果表明,OsIQD1基因被成功编辑,两个位点的编辑效率分别为21.67%和26.67%,其中,靶点2区域有1个纯合突变株系。【结论】研究结果为进一步利用osiqd1突变体开展其参与钙离子/钙调素信号转导通路的机制研究提供了遗传材料,初步推定OsIQD1参与植物的基础免疫反应。