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浙江大学刘建祥团队通过多靶点基因编辑创制抗百草枯水稻
来源:农化专利网   发布时间:2022-07-01 08:14
简述
通过比对拟南芥百草枯转运蛋白AtRMV1发现水稻中存在3个同源基因OsPUT1/2/3。通过多靶点CRISPR-Cas9系统,对3个基因同时进行编辑,获得了百草枯抗性水稻材料。

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通过比对拟南芥百草枯转运蛋白AtRMV1发现水稻中存在3个同源基因OsPUT1/2/3。通过多靶点CRISPR-Cas9系统,对3个基因同时进行编辑,获得了百草枯抗性水稻材料。无论是幼苗还是一个月大小的水稻植株,经百草枯处理,在株高和鲜重等方面,突变体均表现出显著性抗性(图1)。尽管破坏了OsPUTs基因,但在大田种植未经除草剂处理下,突变体和野生型植株并无明显表型差异,株高、生育期和产量等农艺性状均不受影响(图1)。


鉴于百草枯的作用靶点是叶绿体光合系统,作者进一步观察了处理之后叶绿体结构,结果表明百草枯处理使得野生型植株叶片更容易失绿,叶绿体结构紊乱,不再具有类囊体垛堞结构;而突变体即使在高浓度(5 μM)处理下依旧保持着完整的叶绿体结构。同时,高效液相色谱测定发现,无论是叶片还是根部,百草枯在野生型中都有富集,而突变体中含量显著降低。因此,通过基因编辑的手段创制的抗百草枯水稻种质材料表现出极显著的抗性特征,具有很好的应用潜力。同时该工作也为提高其它作物的百草枯抗性提供了借鉴。





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图1 抗百草枯水稻的创制

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来源:aBIOTECH