利用CRISPR/Cas9技术创制糯小麦新种质OA
Creating New Glutinous Wheat Germplasms by CRISPR/Cas9 Technology
济麦44是山东省农业科学院作物研究所近年来选育的绿色强筋小麦新品种,具有强筋、高产、广适、抗病、抗逆等优点.济紫麦5号是山东省农业科学院作物研究所自主选育的紫色小麦新品系.本研究利用CRISPR/Cas9系统和多顺反子tRNA自剪切体系构建的多靶点体系,定向编辑济麦44和济紫麦5号的waxy基因,分别在3个同源基因waxy-7A、waxy-4A、waxy-7D的编码区选取2个特异的sgRNA靶序列,构建基因编辑载体pLGYE03-waxy,然后通过农杆菌介导法转化小麦.经Hi-TOM检测,两个品种各得到5株编辑位点纯合的株系,且均在T0代就发生纯合突变.染色结果表明,两品种的基因编辑株均为糯性新种质.本研究不仅丰富了糯小麦种质资源,而且为小麦品种的定向改良提供了新的思路,并为糯小麦品种选育提供了新的途径.
Jimai 44 is a new green strong-gluten wheat variety developed by the Crop Institute of Shan-dong Academy of Agricultural Sciences in recent years,which exhibits excellent traits such as strong gluten,high yield,wide adaptability,disease resistance and stress resistance.Jizimai 5 is a new purple wheat variety independently developed by the Crop Institute of Shandong Academy of Agricultural Sciences.In this study,a multi-target editing system based on the CRISPR/Cas9 system and polycistronic tRNA self-cleavage system were used to perform targeted editing of the waxy gene in Jimai 44 and Jizimai 5.Two specific sgRNA target sequences were selected in the coding regions of the three homologous genes waxy-7A,waxy-4A and waxy-7D,respectively.The gene editing vector pLGYE03-waxy was constructed and then introduced into wheat via the Agrobacterium-mediated method.Hi-TOM sequencing analysis showed that five homozygous mutant lines at the target sites were obtained for each variety at the T0 generation.The results of staining assays revealed that the edited lines of both varieties displayed waxy endosperm,thus forming new waxy wheat germplasms.This study not only enriched the germplasm resources of waxy wheat,but also provided a new idea for the targeted improve-ment of wheat varieties,as well as a new approach for waxy wheat breeding.
宋国琦;高洁;张荣志;李吉虎;李玉莲;李玮;李根英;张淑娟
山东省农业科学院作物研究所/小麦育种全国重点实验室/小麦玉米国家工程研究中心/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室,山东济南 250100山东省农业科学院作物研究所/小麦育种全国重点实验室/小麦玉米国家工程研究中心/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室,山东济南 250100山东省农业科学院作物研究所/小麦育种全国重点实验室/小麦玉米国家工程研究中心/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室,山东济南 250100山东省农业科学院作物研究所/小麦育种全国重点实验室/小麦玉米国家工程研究中心/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室,山东济南 250100山东省农业科学院作物研究所/小麦育种全国重点实验室/小麦玉米国家工程研究中心/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室,山东济南 250100山东省农业科学院作物研究所/小麦育种全国重点实验室/小麦玉米国家工程研究中心/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室,山东济南 250100山东省农业科学院作物研究所/小麦育种全国重点实验室/小麦玉米国家工程研究中心/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室,山东济南 250100山东省农业科学院作物研究所/小麦育种全国重点实验室/小麦玉米国家工程研究中心/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室,山东济南 250100
农业科技
糯小麦CRISPR/Cas9技术waxy基因基因编辑
Waxy wheatCRISPR/Cas9 technologywaxy geneGene editing
《山东农业科学》 2026 (4)
1-7,7
山东省重点研发计划项目(2024LZGC007,2022LZGC001,2022LZGCQY002,2023CXPT016-3-1)国家自然科学基金面上项目(32272104)
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