近日，從中國水稻研究所獲悉，王克劍研究員領(lǐng)銜的染色體工程及基因組編輯創(chuàng)新團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)了一套簡易的多基因編輯系統(tǒng)。相關(guān)研究成果于10月24日在線發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《遺傳學(xué)與基因組學(xué)（Journal of Genetics and Genomics）》雜志上。

 

    據(jù)悉，在水稻功能基因組研究過程中，通常需要創(chuàng)制多基因突變體。目前，水稻多突變體的獲得只能依賴于單突變體間的多次遺傳雜交以及后代群體篩選的方法，整個過程不僅耗時而且費力。王克劍研究團(tuán)隊與揚州大學(xué)合作，基于新型基因組編輯技術(shù)研發(fā)了一套簡易的多基因編輯系統(tǒng)（CRISPR-Cas9）。

 

    CRISPR-Cas9系統(tǒng)是一種通過核酸酶（Cas9）和向?qū)Ш颂呛怂?（gRNA）對特定的脫氧核糖核酸序列進(jìn)行定點編輯的新型簡單高效的基因編輯工具。水稻所和揚州大學(xué)科研團(tuán)隊基于CRISPR-Cas9技術(shù)設(shè)計的多基因編輯系統(tǒng)只包含兩個質(zhì)粒，利用同尾酶的特性，通過傳統(tǒng)的酶切連接方式，實現(xiàn)多個gRNA元件的快速組裝。該系統(tǒng)理論上可以實現(xiàn)無限個gRNA的組裝。在構(gòu)建好載體之后，僅需要一次轉(zhuǎn)基因，在轉(zhuǎn)基因當(dāng)代就可快速獲得需要的多突變體。對得到的轉(zhuǎn)基因水稻進(jìn)行靶序列分析，發(fā)現(xiàn)同時編輯3個基因的效率可達(dá)60%左右。此外，統(tǒng)計分析還發(fā)現(xiàn)，不同基因位點傾向于同時發(fā)生突變，表明共突變發(fā)生頻率可能與Cas9本身的活性相關(guān)。

 

    該系統(tǒng)簡單易懂，只需要掌握基本的分子克隆技術(shù)就可以實現(xiàn)多基因編輯載體的快速構(gòu)建。該系統(tǒng)的發(fā)展為水稻多突變體的獲得提供了便捷高效的新方法。

 

 

    該研究得到中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程經(jīng)費資助。水稻所王春博士和揚州大學(xué)沈蘭博士為論文的共同第一作者。

 

    文章鏈接： http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1673852715001782