遺傳發育所水稻基因組編輯研究取得進展

水稻突變體是進行水稻功能基因組學基礎研究和水稻分子設計育種的重要材料。常規的水稻突變體來源於自發突變或化學、物理及生物的誘變，具有很大的隨機性和局限性，不能滿足大規模的水稻功能基因組學研究和水稻分子設計育種的需求。利用高效便捷的 CRISPR/Cas9 基因組編輯技術和高通量的寡核苷酸晶元合成技術可以大規模地對水稻全基因組進行編輯，實現水稻突變體的高通量構建和功能篩選。該研究通過農桿菌介導的水稻遺傳轉化法，以水稻中花 11 作為受體材料，對水稻莖基部和穗部高表達的 12802 個基因進行高通量的基因組編輯，獲得了 14000 余個獨立的 T0 代株系，並對它們的後代進行了部分表型和基因型分析鑒定。這些研究表明，利用 CRISPR/Cas9 基因組編輯技術大規模構建水稻突變體庫並進行功能篩選是高效便捷獲得水稻重要突變體和快速克隆對應基因的有效方法，同時能夠為水稻分子設計育種提供重要的供體材料。

該研究成果已於 6 月 21 日在《分子植物》（Molecular Plant）雜誌在線發表（DOI:10.1016/j.molp. 2017.06.006），中國科學院遺傳與發育生物學研究所李家洋研究組助理研究員孟祥兵和副研究員余泓為該論文的共同第一作者，研究員李家洋和高彩霞為共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃和國家自然科學基金項目的資助。

此外，李家洋研究組還與中國水稻研究所王克劍研究組合作探索更為高效的水稻 CRISPR/Cas9 基因組編輯技術，並於 6 月 12 日在《植物生物技術雜誌》（Plant Biotechnology Journal）在線發表了研究論文 Increasing the efficiency of CRISPR-Cas9-VQR precise genome editing in rice（DOI:10.1111/pbi.12771）。該研究通過優化 sgRNA 的結構以及使用水稻內源性強啟動子來驅動 Cas9-VQR 變體的表達，顯著提高了 CRISPR-Cas9-VQR 系統在水稻中的基因組編輯效率。水稻所碩士研究生胡熙璕和中科院遺傳發育所助理研究員孟祥兵為該論文的共同第一作者，李家洋和王克劍為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國農科院科技創新工程經費的資助。

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