利用CRISPRCas9技术选育马铃薯低龙葵素、抗低温糖化和支链淀粉高的新品系
利用CRISPR/Cas9技术创制大豆高油酸突变系
/ E-mail: zwxb301@
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2019.84157
CRISPR/Cas9 系统是近几年开发的一种准确、 便捷、高效率的生物基因组编辑方法。通过向导 RNA 的介导和 Cas9 蛋白的切割来实现对靶基因的 定点编辑[23]。目前, CRISPR/Cas9 系统已经成功应 用 在 拟 南 芥 [24] 、 玉 米 [25]、 小 麦 [26]、 水 稻 [27-28] 、 大 豆[29]等植物中。Jacobs 等[29]第一次利用 CRISPR/ Cas9 技术在大豆中实现了定点突变。Cai 等[30]利用 CRISPR/Cas9 技术原理选取３个不同靶位点, 首次 应用农杆菌介导的大豆子叶节遗传转化体系, 成功 创制出稳定遗传的大豆突变体材料。该技术应用在 大豆基因功能研究中起到重要作用, 然而, 应用在 大豆育种上的报道较少。本研究利用 CRISPR/Cas9 技术, 定点编辑了控制油酸含量的关键基因 FAD2-1A (Glyma10g42470), 并获得纯合 FAD2-1A 突变体, 对大豆分子育种和提高大豆品质具有重要 意义, 为进一步提高大豆品质奠定了重要的材料 基础。
脂肪酸, 性质稳定, 抗氧化作用强, 在人体的脂类 代谢中能降低有害胆固醇, 保持有益胆固醇, 从而 减缓动脉粥样硬化, 有效预防心血管疾病发生的几 率[7-8]。因此, 提高油酸的相对含量, 增加油酸/亚油 酸的比值, 已成为大豆品质改良育种的重要目标 之一。
所有生物的脂肪酸合成途径基本类似, 但是, 动物和酵母的脂肪酸合成主要在细胞质中进行, 而 植物脂肪酸合成主要发生在质体中和内质网上[9]。 在脂肪酸合成途径中, Δ12-脂肪酸脱饱和酶(deltatwelve fatty acid desaturase 2 enzyme, FAD2)是催化 油酸转化为亚油酸的关键酶[10]。目前, 拟南芥[11]、 棉花[12]、向日葵[13]、大豆[14]等植物中的 FAD2 基因 已经被克隆。大豆中存在 2 个 FAD2 基因, 分别为 FAD2-1 和 FAD2-2, 是 2 个非等位基因。其中, FAD2-1 基因在种子中特异性表达, 是决定种子油酸含量的 主 要 基 因 [15] 。 基 于 稳 定 性 及 磷 酸 化 作 用 不 同 , FAD2-1 基因又分为 FAD2-1A 和 FAD2-1B 两种[14]。 抑制或过表达 FAD2-1A 和 FAD2-1B 基因, 可以显著 提高或降低油酸/亚油酸比例[16-18]。Li 等[16]研究发现, 酵母细胞中不含有亚油酸, 而通过在酵母细胞中过 表达 GmFAD2-1B 基因后, 亚油酸的含量显著提高, 说明 GmFAD2-1B 基因是亚油酸代谢途径中的关键 基因。Pham 等[17-18]分 别获得 FAD2-1A 突变体与 FAD2-1B 突变体, 以及 FAD2-1A/FAD2-1B 双突变体 材料, 并发现无论是单突变还是双突变体中, 大豆 的油酸含量均显著提高。Wang 等[19]利用 RNAi 技术, 获得干涉 FAD2 基因转基因植株, 并发现转基因大 豆油酸含量高达 71.5%~81.9%。Zhang 等[20]和 Yang 等[21]分别通过 RNAi 技术, 获得油酸含量为 51.71% 和 27.38%~80.42%的干涉 FAD2-1B 基因转基因大 豆 。 Haun 等 [22]利 用 人 工 核 酶 技 术 定 点 突 变 大 豆 FAD2-1A 和 FAD2-1B 基 因 , 获 得 油 酸 含 量 高 达 80%的转基因大豆。因此, FAD2-1A 与 FAD2-1B 在决 定大豆种子油酸含量中起着重要作用, 是调控油酸 含量的 2 个主要基因[15]。
《基于RNAi技术获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种》范文
《基于RNAi技术获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种》篇一一、引言随着人类对食品需求的变化，食品质量与营养品质成为了农业生产领域研究的重点。
作为世界重要的农作物之一，马铃薯具有很高的经济价值和社会价值。
通过利用转基因技术来提高马铃薯的营养价值和改善其质量成为了近年来的研究热点。
本研究将着重介绍如何利用RNAi技术获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种。
二、RNAi技术及其在农业中的应用RNAi（RNA干扰）技术是一种基因沉默技术，通过特定序列的RNA分子与目标mRNA的互补配对，导致mRNA的降解或翻译抑制，从而达到调节基因表达的目的。
近年来，RNAi技术在农业上应用广泛，如在提高农作物抗逆性、提高营养品质、增加产量等方面均有显著的成效。
三、转基因马铃薯的获得本实验采用RNAi技术，以野生型马铃薯为研究对象，筛选与支链淀粉合成及抗低温糖化相关的基因片段。
针对这些基因片段，构建特异性的RNAi表达载体，并利用基因工程技术将其导入马铃薯中。
通过一系列的筛选和培育，最终获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种。
四、实验结果与分析1. 支链淀粉含量的提高经过实验分析，转基因马铃薯的支链淀粉含量显著高于野生型马铃薯。
通过对比不同时期的转基因马铃薯与野生型马铃薯的支链淀粉含量，发现转基因马铃薯的支链淀粉含量在各个生长阶段均高于野生型。
这表明通过RNAi技术成功提高了马铃薯的支链淀粉含量。
2. 抗低温糖化能力的增强在低温条件下，转基因马铃薯的糖化程度明显低于野生型马铃薯。
这表明通过RNAi技术成功提高了马铃薯的抗低温糖化能力。
此外，我们还发现转基因马铃薯在低温条件下的生长状况也优于野生型马铃薯。
五、讨论与展望本研究成功利用RNAi技术获得了高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种。
这一成果为改善马铃薯的营养品质和抗逆性提供了新的途径。
然而，在推广应用过程中仍需注意以下几点：首先，需要进一步研究转基因马铃薯的安全性，确保其对人体无害；其次，要关注转基因作物对生态环境的影响；最后，需要加强转基因作物的知识产权保护。
《基于RNAi技术获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种》范文
《基于RNAi技术获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种》篇一一、引言随着全球人口的不断增长和食物需求的日益增加，提高农作物产量和品质成为了农业科学研究的重要课题。
马铃薯作为世界四大粮食作物之一，其产量和品质的改良对满足人类食物需求具有重要意义。
近年来，RNAi（RNA干扰）技术为马铃薯的遗传改良提供了新的途径。
本文旨在介绍基于RNAi技术获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种的研究进展。
二、RNAi技术及其在马铃薯遗传改良中的应用RNAi技术是一种通过双链RNA（dsRNA）介导的基因沉默技术，具有高效、特异、可逆等优点。
在马铃薯遗传改良中，RNAi技术可用于调控目标基因的表达，从而实现对马铃薯品质和抗性的改良。
通过RNAi技术，我们可以降低或消除不良基因的表达，同时增强或引入有益基因的表达，以获得具有优良性状的新品种。
三、高含量支链淀粉转基因马铃薯品种的获得支链淀粉是马铃薯淀粉的主要成分，其含量和结构直接影响马铃薯的品质。
通过RNAi技术，我们可以下调或沉默与支链淀粉合成相关的基因，从而降低淀粉中的直链成分，提高支链淀粉的含量。
此外，我们还可以通过引入与支链淀粉合成相关的基因或优化相关基因的表达，进一步提高支链淀粉的含量。
这些方法共同作用，使我们成功获得了高含量支链淀粉的转基因马铃薯品种。
四、抗低温糖化转基因马铃薯品种的获得低温糖化是马铃薯在贮藏过程中常见的问题，严重影响马铃薯的品质和口感。
通过RNAi技术，我们可以沉默与低温糖化相关的基因，从而提高马铃薯的抗低温糖化能力。
具体而言，我们可以针对与糖化过程相关的酶类基因进行沉默或下调表达，从而降低糖化反应的速度和程度。
同时，我们还可以引入具有抗低温糖化能力的外源基因，以进一步提高转基因马铃薯的抗性。
五、转基因马铃薯品种的优势及前景获得的高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种具有以下优势：一是提高马铃薯的品质和营养价值；二是增强马铃薯的抗逆能力，减少贮藏过程中的损失；三是为农业可持续发展提供新的途径。
《基于RNAi技术获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种》范文
《基于RNAi技术获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种》篇一一、引言随着全球人口的不断增长和资源的日益紧张，粮食安全和食品安全问题日益突出。
作为全球重要的粮食作物之一，马铃薯的产量和品质直接关系到人们的饮食安全和营养健康。
近年来，随着生物技术的快速发展，基因工程技术在改良作物品质、提高产量、增强抗逆性等方面发挥着越来越重要的作用。
其中，RNAi （RNA干扰）技术因其操作简便、成本低廉等优点，在转基因植物的研究中得到了广泛应用。
本研究旨在利用RNAi技术，通过基因编辑获得高含量支链淀粉且抗低温糖化的转基因马铃薯品种，为马铃薯产业的可持续发展提供新的技术支撑。
二、RNAi技术原理RNAi技术是一种通过合成双链RNA（dsRNA）干扰靶基因表达的技术。
当外源双链RNA被细胞内切核酸酶识别后，它会剪切掉同源mRNA分子，从而导致该基因的沉默。
这种基因沉默可以通过阻断蛋白质合成或者下调其表达量来实现对目标性状的影响。
因此，利用RNAi技术可以在不影响基因序列的情况下对特定基因进行功能敲减或敲除，从而达到改良作物品质的目的。
三、转基因马铃薯的获得1. 靶基因的选择：首先选择与支链淀粉含量和低温糖化相关的关键基因作为靶标。
这些基因的沉默或下调表达可以影响马铃薯的淀粉含量和抗逆性。
2. RNAi载体的构建：根据靶基因的序列信息，设计并合成相应的dsRNA序列，构建成RNAi载体。
通过基因工程技术将该载体与马铃薯的基因组整合，实现基因的稳定表达。
3. 转基因马铃薯的获得：将构建好的RNAi载体导入马铃薯细胞中，通过组织培养和再生等手段获得转基因马铃薯植株。
四、转基因马铃薯的性状分析1. 支链淀粉含量的测定：采用高效液相色谱法等手段对转基因马铃薯的支链淀粉含量进行测定，分析其与野生型马铃薯的差异。
2. 抗低温糖化能力的检测：通过在低温条件下对转基因马铃薯进行糖化实验，观察其糖化程度和速度的变化，评估其抗低温糖化能力。
《应用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得高直链淀粉马铃薯》范文
《应用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得高直链淀粉马铃薯》篇一应用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得高直链淀粉马铃薯一、引言随着生物技术的飞速发展，基因编辑技术已成为农业领域的重要突破口。
其中，CRISPR/Cas9基因编辑技术以其高效、精确的特性，在作物改良中发挥着越来越重要的作用。
本文旨在探讨如何利用CRISPR/Cas9技术获得高直链淀粉马铃薯，以提高其营养价值和产量。
二、CRISPR/Cas9基因编辑技术概述CRISPR/Cas9是一种新型的基因编辑技术，通过该技术可以对生物体的基因进行精确切割和编辑，从而达到改良作物性状的目的。
其工作原理主要是通过RNA引导的Cas9蛋白对靶基因进行切割，进而实现基因的敲除、插入或替换。
该技术具有操作简便、效率高、精确度高等优点，为农业生物技术的研发提供了新的途径。
三、高直链淀粉马铃薯的基因编辑1. 靶标基因选择：高直链淀粉的性状由特定的基因控制，通过生物信息学分析和实验验证，我们确定了与直链淀粉合成相关的关键基因。
2. 设计CRISPR/Cas9系统：针对选定的靶标基因，设计CRISPR/Cas9系统。
包括选择合适的sgRNA，以保证Cas9蛋白能够准确切割靶基因。
3. 基因编辑操作：将设计好的CRISPR/Cas9系统导入马铃薯的细胞中，通过切割靶基因，实现对其的敲除或替换。
4. 筛选和鉴定：通过PCR、测序等方法，筛选出成功编辑的植株，并鉴定其直链淀粉含量。
四、实验结果与分析1. 基因编辑效率：经过多次实验，我们发现CRISPR/Cas9系统在马铃薯中的编辑效率较高，成功实现了对靶标基因的切割和编辑。
2. 直链淀粉含量：经过鉴定，成功编辑的马铃薯植株直链淀粉含量明显提高，达到了预期的目标。
3. 产量与品质：高直链淀粉马铃薯的产量和品质均有所提高，具有较高的经济价值。
五、讨论与展望1. 技术优势：CRISPR/Cas9基因编辑技术具有操作简便、效率高、精确度高等优点，为农业生物技术的研发提供了新的途径。
《2024年CRISPR-Cas9介导的无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系》范文
《CRISPR-Cas9介导的无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系》篇一CRISPR-Cas9介导的无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系一、引言随着生物科技的快速发展，基因编辑技术已经成为农业育种和作物改良的重要工具。
其中，CRISPR/Cas9系统以其高效、精确的基因编辑能力，在众多生物领域中展现出巨大的应用潜力。
马铃薯作为全球重要的农作物之一，其基因编辑技术的研发对于提高产量、抗病性以及改善品质具有重要意义。
本文将重点介绍CRISPR/Cas9介导的无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系，探讨其技术原理、应用及优势。
二、CRISPR/Cas9技术原理CRISPR/Cas9是一种基于DNA核酸内切酶的基因编辑技术，通过将定制的RNA与目标DNA序列配对，从而引导Cas9蛋白切割DNA，实现对特定基因的编辑。
在无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系中，主要利用CRISPR/Cas9系统对马铃薯基因组进行精确切割和修复，以达到改良性状的目的。
三、马铃薯基因编辑体系1. 目标基因选择：根据马铃薯的遗传特性和育种需求，选择合适的靶标基因进行编辑。
例如，针对抗病性、抗虫性、抗逆性等性状进行基因编辑。
2. 构建编辑载体：利用CRISPR/Cas9系统构建基因编辑载体，包括设计定制的RNA和Cas9蛋白表达载体。
3. 转化马铃薯细胞：将构建好的基因编辑载体通过遗传转化技术导入马铃薯细胞中，使细胞获得编辑能力。
4. 筛选和鉴定：通过遗传学和分子生物学方法筛选出成功编辑的马铃薯植株，并对其进行鉴定和验证。
四、应用及优势1. 改良马铃薯品质：通过基因编辑技术提高马铃薯的营养价值、抗病性和耐贮性等品质性状。
2. 提高产量：利用CRISPR/Cas9系统对影响产量的关键基因进行编辑，提高马铃薯的产量和产量稳定性。
3. 减少外源基因插入：传统的转基因技术往往需要外源基因的插入，而CRISPR/Cas9介导的无外源基因插入的基因编辑体系可避免外源基因对马铃薯基因组的潜在影响。
探索马铃薯育种新技术
探索马铃薯育种新技术马铃薯是全球重要的粮食作物之一，因其具有高热量、高营养价值和广泛的适应性而受到研究者和消费者的广泛关注。
随着科技的不断发展，新的育种技术不断涌现，如何利用这些技术来提高马铃薯的产量和品质，成为许多研究者关注的问题。
本文将介绍几种目前应用较多的马铃薯育种新技术。
一、基因编辑技术基因编辑技术是指通过人工方式改变目标基因的DNA序列，以达到预期的效果。
目前最常用的基因编辑技术是CRISPR/Cas9系统，它可以精确地剪切目标基因的DNA链，从而实现对该基因的修改或删除。
在马铃薯育种中，基因编辑技术可以用来提高马铃薯对病害、逆境和营养成分的适应性。
例如，科研人员可以利用基因编辑技术使马铃薯对疫病的抗性提高，从而降低农业生产中的损失。
二、遗传转化技术遗传转化技术是指将外源基因导入到目标植物细胞中，使其在细胞内表达，从而实现对植物基因组的改变。
在马铃薯育种中，遗传转化技术可以用来增加马铃薯的耐旱性、抗病性和抗虫性等性状。
例如，一些研究者利用遗传转化技术将一些耐旱基因导入到马铃薯中，使其能够在干旱条件下生长和发育。
三、基因组学技术基因组学技术是指通过对物种基因组的全面测序和分析，深入了解该物种的基因组结构、功能和表达规律。
在马铃薯育种中，基因组学技术可以用来研究马铃薯的基因组结构和遗传变异，探究马铃薯的基因调控网络和表达规律，为马铃薯育种提供更加准确的基础数据和分子标记。
四、组学技术组学技术是指通过多组学方法，全面了解物种细胞水平上的生物学特性和功能。
在马铃薯育种中，组学技术可以用来研究马铃薯的代谢组、蛋白组和转录组等，深入了解马铃薯的代谢途径、蛋白质表达和基因调控网络，为马铃薯的品质和营养改良提供重要的信息和分子标记。
总之，马铃薯育种的新技术不断涌现，这些技术的应用不仅可以提高马铃薯的产量和品质，还可以促进马铃薯育种的进一步发展和优化。
《应用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得高直链淀粉马铃薯》范文
《应用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得高直链淀粉马铃薯》篇一应用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得高直链淀粉马铃薯一、引言随着现代生物技术的快速发展，基因编辑技术为农业育种带来了革命性的变革。
其中，CRISPR/Cas9技术以其高精度、高效率的特点，在农业生物育种领域中发挥了重要作用。
本文旨在探讨如何应用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得高直链淀粉马铃薯，以期为农业生产提供新的途径和可能性。
二、CRISPR/Cas9基因编辑技术简介CRISPR/Cas9是一种近年来广泛应用的基因编辑技术，其基本原理是通过在DNA上切割一个双链断裂（DSB），诱导DNA 修复机制发生作用，从而达到基因编辑的目的。
CRISPR/Cas9技术具有操作简单、成本低廉、精确度高等优点，被广泛应用于农业、医药、生物科研等领域。
三、高直链淀粉马铃薯的育种目标高直链淀粉马铃薯是指含有较高比例直链淀粉的马铃薯品种。
直链淀粉含量高的马铃薯具有更好的加工性能和营养价值，因此具有较高的市场价值。
然而，传统育种方法往往需要较长时间和较多资源，难以快速获得高直链淀粉含量的马铃薯品种。
因此，应用CRISPR/Cas9基因编辑技术进行育种成为了一种新的选择。
四、应用CRISPR/Cas9技术获得高直链淀粉马铃薯的方法1. 确定目标基因：首先需要确定与直链淀粉含量相关的基因，如淀粉合成酶基因等。
2. 设计CRISPR/Cas9系统：根据目标基因设计合适的CRISPR/Cas9系统，包括选择合适的Cas9蛋白和sgRNA等。
3. 转化马铃薯细胞：将设计好的CRISPR/Cas9系统通过基因工程方法转化到马铃薯细胞中。
4. 筛选转基因植株：通过PCR等方法筛选出成功转化的转基因植株。
5. 鉴定直链淀粉含量：对转基因植株进行直链淀粉含量检测，筛选出高直链淀粉含量的品种。
五、实验结果与分析通过应用CRISPR/Cas9基因编辑技术，我们成功获得了高直链淀粉含量的马铃薯品种。
《马铃薯原生质体培养再生及利用CRISPR-Cas9瞬时转化的研究》范文
《马铃薯原生质体培养再生及利用CRISPR-Cas9瞬时转化的研究》篇一马铃薯原生质体培养再生及利用CRISPR-Cas9瞬时转化的研究一、引言马铃薯作为全球重要的农作物之一，其产量和品质的改良一直是农业科学研究的热点。
原生质体培养技术为马铃薯遗传改良提供了新的途径，而CRISPR/Cas9技术的瞬时转化则提供了更加精确的基因编辑手段。
本研究旨在探讨马铃薯原生质体培养再生技术及结合CRISPR/Cas9瞬时转化技术的研究，以期为马铃薯的遗传育种和品质改良提供理论依据和技术支持。
二、材料与方法1. 材料准备本实验选用马铃薯品种为“费乌瑞它”，选取健康、无病虫害的马铃薯块茎作为实验材料。
此外，还需准备培养基、酶液、CRISPR/Cas9基因编辑系统等相关试剂。
2. 方法（1）原生质体培养再生a. 块茎消毒处理后，切割成小块；b. 酶液处理，获得原生质体；c. 将原生质体转移到培养基上，进行培养；d. 观察并记录原生质体的生长情况及再生植株的生成。
（2）CRISPR/Cas9瞬时转化a. 设计并构建CRISPR/Cas9表达载体；b. 将表达载体导入原生质体中，实现瞬时转化；c. 观察并分析转化后基因的表达情况及编辑效果。
三、实验结果与分析1. 原生质体培养再生结果通过酶液处理，成功获得了大量的马铃薯原生质体。
将其转移到培养基上后，经过一段时间的培养，观察到原生质体逐渐生长，并最终发育成再生植株。
实验数据显示，再生植株的成活率达到了XX%，这表明马铃薯原生质体培养再生技术是可行的。
2. CRISPR/Cas9瞬时转化结果将构建好的CRISPR/Cas9表达载体导入原生质体中，实现了瞬时转化。
通过PCR、测序等方法，对转化后的基因进行检测和分析。
结果显示，CRISPR/Cas9成功地对目标基因进行了切割和编辑，且编辑效率达到了XX%。
《CRISPR-Cas9介导的无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系》范文
《CRISPR-Cas9介导的无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系》篇一CRISPR-Cas9介导的无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系一、引言随着生物科技的迅速发展，基因编辑技术已经成为农业领域内研究热点之一。
而在这其中，CRISPR/Cas9技术因其操作简单、高效性高而成为主流。
本研究针对马铃薯，利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术，构建了无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系，旨在为马铃薯的遗传改良和抗病育种提供新的途径。
二、CRISPR/Cas9技术概述CRISPR/Cas9是一种基于RNA引导的DNA切割技术，其工作原理是通过Cas9蛋白与特定的RNA分子结合，识别并切割DNA序列。
这一技术被广泛应用于各种生物体的基因编辑中，包括植物。
三、无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系构建在构建无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系时，我们主要关注的是在减少对宿主基因组潜在影响的条件下，精确地进行基因编辑。
我们的方法主要包括以下几个步骤：1. 目标序列的识别：我们首先识别了需要编辑的马铃薯基因组目标序列。
2. 设计与合成：针对目标序列设计合适的CRISPR RNA （crRNA）和转录激活RNA（trRNA），并进行合成。
3. 构建载体：将设计好的crRNA和trRNA与Cas9蛋白表达载体进行连接，构建成基因编辑载体。
4. 转化与筛选：将构建好的载体通过农杆菌介导的方法转化到马铃薯细胞中，并通过筛选获得阳性转化体。
5. 检测与验证：对获得的转化体进行PCR、测序等分子生物学手段的检测和验证，确认基因编辑的成功与否。
四、实验结果与分析我们成功构建了无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系，并进行了初步的实验验证。
结果显示：1. 通过CRISPR/Cas9介导的基因编辑，我们成功地在马铃薯中实现了目标序列的精确切割和替换。
2. 经过检测和验证，我们确认了无外源基因插入的成功率较高，且对宿主基因组的影响较小。
3. 与传统的转基因方法相比，我们的体系具有更高的精确性和更小的潜在风险。
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利用CRISPR/Cas9技术选育马铃薯低龙葵素、抗低温糖化和支链
淀粉高的新品系
近年来,基因编辑技术CRISPR/Cas9在动植物中广泛应用。
在本试验中,利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,以马铃薯龙葵素合成关键基因甾醇侧链还原酶2基因(St SSR2)、低温糖化中起关键作用的酸性液泡转化酶基因(VInv)和直链淀粉合成相关的颗粒结合型淀粉合成酶基因(GBSS I)作为基因组编辑的靶基因。
以大西洋和克新一号为试验材料,通过土壤农杆菌转化转化株系,实现对靶基因的敲除,共获得16个line龙葵素含量低、抗低温糖化或支链淀粉含量高的马铃薯新品系。
得到以下结论:1)将多个sgRNA进行串联并不影响基因组编辑的效率,sgRNA的排列顺序与基因编辑的效率没有显著关系,而与靶序列的特异性关系明显;2)St SSR 2(Sterol Side Chain Reductase 2)基因突变会引起龙葵素含量的降低;3)在低温储藏的条件下,敲除了VInv(Vacuolar Acid Invertase gene)基因还原糖的含量依然显著降低(不包含蔗糖);4)GBSS I(Granule-Bound Starch Synthase)基因四个等位基因完全突变,支链淀粉的比例显著增加,最高达到99%以上。
在表型上,基因敲除的株系在生理指标、块茎产量上没有明显变化。
本研究说明CRISPR/Cas9技术可作为新的育种方法对马铃薯进行高效的多基因编辑,并能够快速培育出多个性状显著改良的新品系(种)。
基因组编辑为马铃薯育种提供了新技术、新思路和广阔的前景。