《利用跨界RNAi创制抗蚜棉花新种质》

  • 来源专题:生物育种
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2024-12-16
  •      近期,中国科学院微生物研究所郭惠珊研究团队在Plant Biotechnology Journal发表题为“HIGS-mediated crop protection against cotton aphids”的研究论文。团队通过在棉花中表达特异性靶向棉蚜AgDPPS1基因的dsRNA,获得了抗蚜虫的棉花新种质。蚜虫属于半翅目刺吸式昆虫,通过直接取食作物和传播植物病毒引起病害,被视为危害极大的农业害虫。团队前期研究报道了自然界中植物-真菌跨界RNAi,并在此基础上利用宿主诱导基因沉默(HIGS)技术创建了抗黄萎病RNAi棉花培育体系。本研究郭惠珊研究员团队针对棉蚜生长关键基因AgDPPS1设计dsRNA,获得了两个稳定表达dsRNA并合成sRNA的RNAi棉花新种质:AgDPPSi-1和AgDPPSi-2。实验室取食实验发现,与受体对照相比,取食RNAi棉花叶片的蚜虫的AgDPPS1基因表达量受到抑制;随取食时间延长,取食RNAi棉花叶片的蚜虫生存率显著降低(图A)。在新疆农垦科学院生物技术研究所试验基地(新疆维吾尔自治区石河子市)的中间试验统计结果表明,定殖RNAi棉花叶片的蚜虫数量显著低于受体对照(图B)。收集田间蚜虫进行Northern blot检测,结果显示定殖RNAi棉花的蚜虫的AgDPPS1基因mRNA被降解,证实RNAi棉花通过抑制蚜虫AgDPPS1基因表达获得对蚜虫的抗性。

  • 原文来源:http://www.ebiotrade.com/newsf/2024-12/20241211072142847.htm
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    • 编译者:hujm
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    • 11月1日,山东棉花研究中心遗传育种团队研究员柳展基和华中农业大学棉花遗传改良团队教授金双侠在《植物生物技术杂志》在线发表论文,首次报道了利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制出非转基因高油酸棉花新种质的研究结果,为改良棉籽油品质和高油酸棉花分子育种奠定了基础。 该研究以棉花GhFAD2-1A/D基因为靶标,分别在其DUF3474和Fatty acid desaturase结构域设计了2个靶点,利用pRGEB32-GhU6.9-NPT II载体构建了GhFAD2-1A/D基因的双靶点编辑载体,通过农杆菌转化棉花品系Jin668,获得了35株独立的T0代再生植株,经PCR检测,发现25株(71.43%)含有编辑载体上的NPTII和Cas9基因。 利用Sanger测序检测产生的突变,发现2个靶点均有突变发生。在25株阳性独立植株中,有19株(有效率76%)在目标位点检测到突变。突变类型以单碱基插入缺失为主,同时也检测到了长片段碱基缺失,为2个sgRNA共同作用的结果。 利用PCR和Sanger测序检测T1植株,发现所有T0突变均稳定遗传到T1代,同时也在T1代中发现了新的突变。尤其重要的是,在T1代中检测到了4个无载体筛选标记基因的突变单株,被称为非转基因突变株。 棉花基因组中含有21个GhFAD成员,作者利用Sanger测序详细分析了19个潜在的脱靶位点,结果未检测到脱靶效应。 利用GC-MS分析了4个非转基因突变单株种子的脂肪酸组分,与对照Jin668相比,突变体种子中的油酸含量显着升高,亚油酸含量显着降低。以m20-2为例,油酸含量由13.94%(对照)提高到77.72%,亚油酸含量由58.62%(对照)降低到6.85%,同时棕榈酸含量也显着降低。
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    • 编译者:姜丽华
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