专题报道

    专题报道
    执行主编:施季森,尹佟明,陈金慧
    默认 最新文章 浏览次数
    Please wait a minute...
    选择: 显示/隐藏图片
    1. CRISPR:从“盲盒”基因编辑到“精准靶向”基因组编辑的未竟之旅
    施季森
    南京林业大学学报(自然科学版)    2021, 45 (6): 12-14.   DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202111027
    摘要1332)   HTML153)    PDF(pc) (1433KB)(625)    收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    2. 基于CRISPR/Cas9的毛果杨bHLH106转录因子的功能研究
    孙佳彤, 国艳娇, 李爽, 周晨光, 姜立泉, 李伟
    南京林业大学学报(自然科学版)    2021, 45 (6): 15-23.   DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202107031
    摘要2773)   HTML133)    PDF(pc) (6491KB)(676)    收藏
    目的 采用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制毛果杨(Populus trichocarpa)bHLH106(Basic Helix-Loop-Helix 106)基因的突变体,分析植株的表型特征,初步揭示PtrbHLH106基因在毛果杨木材形成过程中的功能。方法 基于前期对毛果杨野生型(WT)茎干的不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部细胞)RNA-seq数据,克隆得到一个在形成层及木质部较高表达的bHLH基因PtrbHLH106。采用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制毛果杨PtrbHLH106的功能缺失突变体。对生长60、90、120 d的毛果杨ptrbhlh106突变体和WT植株进行表型观察;对生长120 d的植株各茎节进行石蜡切片,利用甲苯胺蓝染色观察并进行细胞统计分析。结果 获得毛果杨ptrbhlh106突变体;与WT相比,突变体植株的株高、地径无明显差异;在整个测量的生长周期中,第8茎节长度有缩短的趋势,茎节数量有增加的趋势;形成层细胞层数有增加的趋势但差异不显著,导管细胞孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。结论 ptrbhlh106突变体与WT植株在导管孔径和纤维细胞数量上存在差异,初步证明PtrbHLH106基因参与了调控毛果杨次生木质部的发育。
    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    3. CRISPR/Cas技术在木本植物改良中的应用
    侯静, 毛金燕, 翟惠, 王洁, 尹佟明
    南京林业大学学报(自然科学版)    2021, 45 (6): 24-30.   DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202010017
    摘要2177)   HTML2520)    PDF(pc) (1573KB)(612)    收藏

    木本植物育种周期长、种质资源匮乏,已成为限制木本植物种质创新的主要因素。CRISPR/Cas系统是近年来发展起来的能够实现对基因组进行精准定点编辑的技术,具有操作简单、周期短、效率高等优点,可实现基因的敲除、插入、替换等目的,从而精确地引入目标性状。目前,该技术已在多种家畜、昆虫、作物中得到了成功应用,对大量性状进行了改良,实现了种质资源的原始创新,大大缩短了育种年限。CRISPR/Cas技术的产生为木本植物的遗传改良提供了契机。笔者对CRISPR/Cas技术在杨树(Populus spp.)、苹果(Malus spp.)、柑橘(Citrus spp.)、葡萄(Vitis vinifera)、木薯(Cassava spp.)等木本植物育种中的应用进行了总结,该技术实现了T0代木本植物优良基因型的固定,在生长、材性、抗病性、抗旱性等性状上得到了明显改善,加快了木本植物育种进程,提高了育种效率。但该技术在木本植物中的应用尚处于起步阶段,还存在脱靶率高、编辑效率低、纯合突变少等问题。基于此,对CRISPR/Cas技术在木本植物中的应用前景进行了展望,以期为木本植物基因功能研究及品种改良提供有益参考。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    4. 基于CRISPR/Cas9的毛果杨PtrHBI1基因功能解析
    王竹雯, 国艳娇, 李爽, 周晨光, 姜立泉, 李伟
    南京林业大学学报(自然科学版)    2021, 45 (6): 31-39.   DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202107030
    摘要2685)   HTML1459)    PDF(pc) (4684KB)(478)    收藏
    目的 利用CRISPR/Cas9系统创制毛果杨PtrHBI1功能缺失突变体,初步解析该转录因子在木材形成过程中的功能,为利用基因工程手段培育制浆造纸优良性状的林木新品种提供新思路。方法 以毛果杨(Populus trichocarpa)为研究材料,根据激光显微切割技术捕获的野生型毛果杨不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部)RNA-seq数据,筛选得到1个bHLH家族转录因子PtrHBI1,利用毛果杨木质部原生质体系统对该基因进行亚细胞定位分析,采用原位杂交技术分析PtrHBI1组织特异性表达,采用CRISPR/Cas9技术创制毛果杨ptrhbi1突变体。对ptrhbi1突变体进行生长表型分析,利用石蜡切片对茎段横切面的各细胞类型进行形态分析,利用Klason酸水解法检测突变体木质素含量,使用高效液相色谱测定突变体纤维素和半纤维素含量。结果 亚细胞定位显示PtrHBI1基因定位于细胞核,原位杂交结果表明PtrHBI1主要在形成层和木质部表达。通过CRISPR/Cas9创制的毛果杨ptrhbi1突变体株高显著增加,茎节数和地径在一定时期显著大于野生型。此外,突变体的导管孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。导管细胞的数量和形成层细胞层数与野生型无差异。木材组分分析表明,与野生型植株相比,ptrhbi1植株的纤维素含量增加,木质素总量无显著变化,紫丁香基木质素与愈创木基木质素之质量比(S/G)显著降低。结论 PtrHBI1参与调控毛果杨的生长及次生木质部发育,可能在木材形成过程起着较为重要的调控作用。
    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0