|本期目录/Table of Contents|

[1]颜静宛,陈子强,周淑芬,等.利用CRISPR/Cas9系统创制水稻品种GW2基因的突变体[J].江苏农业科学,2024,52(3):73-78.
　Yan Jingwan,et al.Creation of mutants of GW2 gene in rice varieties using CRISPR/Cas9 system[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2024,52(3):73-78.
点击复制

利用CRISPR/Cas9系统创制水稻品种GW2基因的突变体(PDF)
分享到：

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:
第52卷
期数:
2024年第3期
页码:
73-78
栏目:
生物技术
出版日期:
2024-02-05

文章信息/Info

Title:
Creation of mutants of GW2 gene in rice varieties using CRISPR/Cas9 system
作者:
颜静宛; 陈子强; 周淑芬; 王锋
福建省农业科学院生物技术研究所/福建省农业遗传工程重点实验室，福建福州 350003
Author(s):
Yan Jingwan; et al
关键词:
水稻; CRISPR/Cas9; 基因编辑; 粒质量; GW2基因; 突变
Keywords:
-
分类号:
Q344+.14；S511.01
DOI:
-
文献标志码:
A
摘要:
培育具有育种价值的GW2基因编辑的水稻优异新品种在水稻育种中具有重要意义，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，以生产上广泛推广应用的13份水稻品种为材料，对粒质量基因(GW2)进行定向性状改良，通过农杆菌转化创制出一批无T-DNA元件的水稻非转基因GW2突变纯合株系。结果表明：13份T0代水稻转基因中，有28.0%～59.1%植株的GW2基因发生了突变，纯合突变株数量占总突变株数量的35.0%，双等位突变株数量占总突变株数量的14.2%，杂合突变株数量占总突变株数量的50.8%。此外，不同水稻品种发生的突变类型也略有不同。对13份T2代非转基因水稻GW2突变纯合株进行千粒质量性状的考种分析。与对应的野生型亲本品种相比，纯合突变水稻植株的千粒质量显著提高10.81%~58.22%。本研究结果极大地丰富了GW2的突变类型，为不同水稻品种的高产稳产创造了重要的种质资源，同时也为利用基因编辑提高水稻产量提供了有价值的育种信息。
Abstract:
-

参考文献/References:

［1］Niu Y N，Chen T X，Wang C C，et al. Identification and allele mining of new candidate genes underlying rice grain weight and grain shape by genome-wide association study［J］. BMC Genomics，2021，22(1)：602-615.
［2］符福鸿，王丰，黄文剑，等. 杂交水稻谷粒性状遗传分析［J］. 作物学报，1994，20 (1)：39-45.
［3］王松凤，李辉，刘喜，等. 水稻粒形相关性状及千粒重QTL的稳定性分析［J］. 南京农业大学学报，2008，31(3)：1-7.
［4］Song X J，Huang W，Shi M，et al. A QTL for rice grain width and weight encodes a previously unknown RING-type E3 ubiquitin ligase［J］. Nat Genet，2007，39(5)：623-630.
［5］Weng J F，Gu S H，Wan X Y，et al. Isolation and initial characterization of GW5，a major QTL associated with rice grain width and weight［J］. Cell Research，2008，18(12)：1199-1209.
［6］Ishimaru K，Hirotsu N，Madoka Y，et al. Loss of function of the IAA-glucose hydrolase gene TGW6 enhances rice grain weight and increases yield［J］. Nat Genet，2013，45(6)：707-711.
［7］Wang S K，Wu K，Yuan Q B，et al. Control of grain size，shape and quality by OsSPL16 in rice［J］. Nat Genet，2012，44(8)：950-954.
［8］Shan Q W，Wang Y P，Li J，et al. Targeted genome modification of crop plants using a CRISPR-Cas system［J］. Nat Biotechnol，2013，31(8)：686-688.
［9］Li J F，Norville J E，Aach J，et al. Multiplex and homologous recombination-mediated genome editing in Arabidopsis and Nicotiana benthamiana using guide RNA and Cas9［J］. Nat Biotechnol，2013，31(8)：688-691.
［10］Xie K B，Yang Y N. RNA-guided genome editing in plants using a CRISPR-Cas system［J］. Molecular Plant，2013，6(6)：1975-1983.
［11］刘妮，陆沁，刘娟，等. CRISPR/Cas系统最新研究进展［J］. 生物技术通报，2017，33(2)：53-58.
［12］Wu M J，Liu H Q，Lin Y，et al. In-frame and frame-shift editing of the Ehd1 gene to develop japonica rice with prolonged basic vegetative growth periods［J］. Front Plant Sci，2020，11：307-320.
［13］Shan Q W，Wang Y P，Li J，et al. Genome editing in rice and wheat using the CRISPR/Cas system［J］. Nature Protocols，2014，9(10)：2395-2410.
［14］Lu Y M，Ye X，Guo R M，et al. Genome-wide targeted mutagenesis in rice using the CRISPR/Cas9 system［J］. Mol Plant，2017，10(9)：1242-1245.
［15］Zhang S J，Zhang R Z，Gao J，et al. Highly efficient and heritable targeted mutagenesis in wheat via the Agrobacterium tumefaciens-mediated CRISPR/Cas9 system［J］. Int J Mol Sci，2019，20(17)：4257-4275.
［16］Zhang Y L，Ma X L，Xie X R，et al. CRISPR/Cas9-based genome editing in plants［J］. Prog Mol Biol Transl Sci，2017，149：133-150.
［17］苏军，胡昌泉，翟红利，等. 农杆菌介导籼稻明恢86高效稳定转化体系的建立［J］. 福建农业学报，2003，18(4)：209-213.
［18］Murray M G，Thompson W F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA［J］. Nucleic Acids Research，1980，8(19)：4321-4325.
［19］Chen K L，Wang Y P，Zhang R，et al. CRISPR/Cas genome editing and precision plant breeding in agriculture［J］. Annual Review of Plant Biology，2019，70(1)：667-697.
［20］Xu R F，Yang Y C，Qin R Y，et al. Rapid improvement of grain weight via highly efficient CRISPR/Cas9-mediated multiplex genome editing in rice［J］. Genet Genomics，2016，43(8)：529-532.
［21］吴明基，林艳，刘华清，等. CRISPR/Cas9编辑Badh2基因改良优质粳稻品种香味性状［J］. 福建农业学报，2020，35(5)：465-473.
［22］尹丽颖，张元野，李荣田，等. 利用CRISPR/Cas9 技术创制高效抗除草剂水稻［J］. 中国水稻科学，2022，36(5)：459-466.
［23］Zhang J S，Zhang H，Botella J R，et al. Generation of new glutinous rice by CRISPR/Cas9-targeted mutagenesis of the Waxy gene in elite rice varieties［J］. J Integr Plant Biol，2018，60(5)：369-375.
［24］张元野，尹丽颖，李荣田，等. 利用CRISPR/Cas9技术创制Rc基因恢复红稻［J］. 中国水稻科学，2022，36(6)：572-578.
［25］Zeng D C，Liu T L，Tan J T，et al. PhieCBEs：plant high-efficiency cytidine base editors with expanded target range［J］. Molecular Plant，2020，13(12)：1666-1669.
［26］Tan J T，Zeng D C，Zhao Y C，et al. PhieABEs：a PAM-less/free high-efficiency adenine base editor toolbox with wide target scope in plants［J］. Plant Biotechnol J，2022，20(5)：934-943.
［27］Wei C，Wang C，Jia M，et al. Efficient generation of homozygous substitutions in rice in one generation utilizing an rABE8e base editor［J］. J Integr Plant Biol，2021，63(9)：1595-1599.

相似文献/References:

[1]马旭俊,刘春娟,吕世博,等.绿色荧光蛋白基因在水稻遗传转化中的应用[J].江苏农业科学,2013,41(04):35.
[2]李岳峰,居立海,张来运,等.水分胁迫下丛枝菌根对水稻/绿豆间作系统 作物生长和氮磷吸收的影响[J].江苏农业科学,2013,41(04):58.
[3]崔月峰,孙国才,王桂艳,等.不同施氮水平和前氮后移措施对水稻产量 及氮素利用率的影响[J].江苏农业科学,2013,41(04):66.
[4]张其蓉,宋发菊,田进山,等.长江中下游稻区水稻区域试验品种抗稻瘟病鉴定与评价[J].江苏农业科学,2013,41(04):92.
[5]王麒,张小明,卞景阳,等.不同插秧密度对黑龙江省第二积温带水稻产量及产量构成的影响[J].江苏农业科学,2013,41(05):60.
　Wang Qi,et al.Effect of different transplanting density on yield and yield component of rice in second temperature zone of Heilongjiang Province[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(3):60.
[6]张国良,张森林,丁秀文,等.基质厚度和含水量对水稻育秧的影响[J].江苏农业科学,2013,41(05):62.
　Zhang Guoliang,et al.Effects of substrate thickness and water content on growth of rice seedlings[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(3):62.
[7]赵忠宝,朱清海.稻－蟹－鳅生态系统的能值分析[J].江苏农业科学,2013,41(05):349.
　Zhao Zhongbao,et al.Emergy analysis of paddy-crab-loach ecosystem[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(3):349.
[8]杨红福,姚克兵,束兆林,等.甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对水稻恶苗病的田间药效[J].江苏农业科学,2014,42(12):166.
　Yang Hongfu,et al.Field efficacy of strobilurin fungicides against rice bakanae disease[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(3):166.
[9]唐成,陈露,安敏敏,等.稻瘟病诱导水稻幼苗叶片氧化还原系统的特征谱变化[J].江苏农业科学,2014,42(12):141.
　Tang Cheng,et al.Characteristic spectral changes of redox homeostasis system in rice seedling leaves induced by rice blast[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(3):141.
[10]万云龙.优质水稻—春甘蓝轮作高效栽培模式[J].江苏农业科学,2014,42(12):90.
　Wan Yunlong.Efficient cultivation mode of high quality rice-spring cabbage rotation[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(3):90.
[11]沈明晨,薛超,乔中英,等.CRISPR/Cas9系统在水稻中的发展和利用[J].江苏农业科学,2019,47(10):5.
　Shen Mingcheng,et al.Development and utilization of CRISPR/Cas9 system in rice[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2019,47(3):5.
[12]马斯霜,白海波,惠建,等.CRISPR/Cas9技术及其在水稻和小麦遗传改良中的应用综述[J].江苏农业科学,2019,47(20):29.
　Ma Sishuang,et al.Application of CRISPR/Cas9 technology in rice and wheat genetic improvement：a review[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2019,47(3):29.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-04-08
基金项目：福建省科技计划——省属公益类科研院所基本科研专项(编号：2020R1027008)；福建省农业高质量发展超越“5511”协同创新工程(编号：XTCXGC2021002)。
作者简介：颜静宛(1977—)，女，福建泉州人，硕士，副研究员，主要从事水稻分子生物学研究。E-mail：38501887@qq.com。
通信作者：王锋，博士，研究员，主要从事水稻遗传育种研究。E-mail：wf@fjage.org。
更新日期/Last Update: 2024-03-05