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基于CRISPR/Cas9技术创制优质香味粳稻品系
1
作者 段敏 谢留杰 +1 位作者 岳雅妮 黄善军 《中国水稻科学》 北大核心 2026年第2期235-243,共9页
【目的】香味是水稻重要的食味品质性状。本研究选择优质粳稻品系台20-29为研究对象,利用CRISPR/Cas9技术对其香味基因Badh2进行编辑,以期获得具有香味的优质粳稻品系。【方法】选择香味基因Badh2第3、第4外显子上的2段序列作靶位点,构... 【目的】香味是水稻重要的食味品质性状。本研究选择优质粳稻品系台20-29为研究对象,利用CRISPR/Cas9技术对其香味基因Badh2进行编辑,以期获得具有香味的优质粳稻品系。【方法】选择香味基因Badh2第3、第4外显子上的2段序列作靶位点,构建双元表达载体pHUE411-Badh2-gRNA并转入台20-29获得转基因植株。【结果】20株T0植株经过加代、潮霉素标记检测、测序比对,共计获得22个T1代无载体纯合突变株,包括6种突变类型,每种突变体在第3、第4外显子上存在不同程度的碱基变化。6个香味突变体bh62、bh64、bh65、bh67、bh68、bh74在穗长、粒长、粒宽、千粒重等方面与野生型台20-29基本一致,结实率有所下降,每穗粒数稍有提升,稻米品质没有明显变化。利用气相色谱-质谱技术检测突变体bh62、bh64、bh65的糙米中香味物质2-AP含量,结果表明糙米中2-AP含量较台20-29极显著提高,分别达到24.27、33.89、38.96 mg/kg。【结论】对水稻香味基因Badh2进行编辑可以高效获得具有香味的水稻优质品系。 展开更多
关键词 水稻 潮霉素 CRISPR/cas9 香味基因 2-乙酰-1-吡咯啉
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基于CRISPR/Cas9技术构建猪GRSF1基因敲除细胞系及其对细胞活性的影响分析
2
作者 杜鹏飞 彭听雨 +3 位作者 范双旗 郑海学 朱紫祥 陈金顶 《中国兽医科学》 北大核心 2026年第2期161-167,共7页
利用CRISPR/Cas9技术构建鸟嘌呤富含序列因子1(GRSF1)基因敲除的PK-15细胞并探究GRSF1基因敲除对于细胞活性的影响。首先,设计了4条靶向猪源GRSF1基因的sgRNAs(sgRNA-1、sgRNA-2、sgRNA-3和sgRNA-4),经退火后与慢病毒载体质粒(Lenti-CRI... 利用CRISPR/Cas9技术构建鸟嘌呤富含序列因子1(GRSF1)基因敲除的PK-15细胞并探究GRSF1基因敲除对于细胞活性的影响。首先,设计了4条靶向猪源GRSF1基因的sgRNAs(sgRNA-1、sgRNA-2、sgRNA-3和sgRNA-4),经退火后与慢病毒载体质粒(Lenti-CRISPR v2)连接。随后将构建成功的慢病毒载体与辅助质粒pMD2.G和psPAX2共转染人胚胎肾细胞(HEK-293T),获得慢病毒并感染PK-15细胞。最终经嘌呤霉素筛选和梯度稀释法获得GRSF1敲除的PK-15单克隆细胞系。通过Western-blot及测序验证GRSF1的敲除效率,然后进行单克隆细胞活性检测及IL-6水平检测。结果表明,本研究成功获得3株GRSF1基因敲除成功的PK-15单克隆细胞系,并证实GRSF1基因敲除影响PK-15细胞中IL-6表达的上调,为后续研究猪GRSF1的生物学功能提供细胞模型。 展开更多
关键词 GRSF1 PK-15 CRISPR/cas9 基因敲除
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类食品乳杆菌LBM 12001基于CRISPR/Cas9技术多基因编辑平台的构建
3
作者 黄宗潇 侯倩 +2 位作者 徐岩 黄卫宁 穆晓清 《食品与发酵工业》 北大核心 2026年第3期11-19,共9页
作为传统发酵食品的核心功能菌株,类食品乳杆菌(Lactobacillus paralimentarius)的代谢调控网络解析常受限于低效的遗传操作体系。该研究旨在开发一种高效、无痕的CRISPR/Cas9基因编辑平台,以解决类食品乳杆菌多基因编辑的技术瓶颈。通... 作为传统发酵食品的核心功能菌株,类食品乳杆菌(Lactobacillus paralimentarius)的代谢调控网络解析常受限于低效的遗传操作体系。该研究旨在开发一种高效、无痕的CRISPR/Cas9基因编辑平台,以解决类食品乳杆菌多基因编辑的技术瓶颈。通过优化质粒大小以及引入λ-Red重组酶辅助同源重组,构建了双质粒系统(pCRI01/pCRI02)。实验结果表明,该系统显著提升了转化效率[单基因敲除转化子达(63±11)个,阳性突变率75%],并实现了三基因同步敲除[转化子(57±8)个,突变率(46±7)%]。创新性整合BioBricks模块化组装、温度敏感型复制子及自靶向诱导型sgRNA技术,使多基因编辑周期缩短40%以上。该体系突破了传统方法的效率限制,成功实现多基因无痕编辑,为构建类食品乳杆菌高效细胞工厂提供了关键性技术支撑。 展开更多
关键词 类食品乳杆菌 CRISPR/cas9 多基因编辑 λ-Red重组酶 BioBricks组装
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利用CRISPR/Cas9技术创制糯稻新种质
4
作者 潘月云 黄雨青 +3 位作者 丁正权 施扬 黄海祥 李白 《浙江农业学报》 北大核心 2026年第1期17-23,共7页
稻米直链淀粉含量直接影响其蒸煮食味品质,该性状主要由Waxy(Wx)基因控制。本研究基于Wx基因上SNP的表型关联分析,选择其第3、第4外显子设计编辑靶点。利用CRISPR/Cas9技术,以水稻品种嘉禾香1号为受体,对Wx基因进行编辑。经PCR与Sanger... 稻米直链淀粉含量直接影响其蒸煮食味品质,该性状主要由Waxy(Wx)基因控制。本研究基于Wx基因上SNP的表型关联分析,选择其第3、第4外显子设计编辑靶点。利用CRISPR/Cas9技术,以水稻品种嘉禾香1号为受体,对Wx基因进行编辑。经PCR与Sanger测序验证,获得4个不同类型的双位点纯合突变体。4个双位点纯合T 2代突变体株系的稻米均呈蜡质状,其直链淀粉含量由野生型的16.9%降至0.83%~1.23%,达到糯稻水平。结果表明,利用CRISPR/Cas9技术可快速创制优质香糯型水稻种质资源。 展开更多
关键词 水稻 WX基因 CRISPR/cas9 直链淀粉
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基于CRISPR/Cas9技术的西方蜜蜂AmBgb敲除及功能分析
5
作者 赖雨 许瑞鑫 +8 位作者 朱雅楠 傅云熙 田林艳 吴胜利 陈志杰 单简 付艳芳 苏松坤 聂红毅 《昆虫学报》 北大核心 2026年第1期34-41,共8页
【目的】核心结合因子(core binding factor,CBF)β亚基(CBFβ)是一种重要的转录因子,在昆虫胚胎发育和免疫调节等过程中发挥关键作用,但是其在西方蜜蜂Apis mellifera中尚未报道。本研究旨在利用CRISPR/Cas9技术探究CBFβ在西方蜜蜂中... 【目的】核心结合因子(core binding factor,CBF)β亚基(CBFβ)是一种重要的转录因子,在昆虫胚胎发育和免疫调节等过程中发挥关键作用,但是其在西方蜜蜂Apis mellifera中尚未报道。本研究旨在利用CRISPR/Cas9技术探究CBFβ在西方蜜蜂中的生理功能。【方法】克隆西方蜜蜂Bgb(big brother)基因AmBgb的编码序列(coding sequence,CDS),并进行生物信息学分析;运用qRT-PCR检测AmBgb在西方蜜蜂不同发育发育阶段(1-3日龄工蜂卵,1,3和5日龄工蜂幼虫,工蜂预蛹,1,3,5,7和9日龄工蜂蛹,刚出房工蜂,10日龄哺育蜂以及21日龄采集蜂)的表达量;采用CRISPR/Cas9敲除西方蜜蜂卵中AmBgb,监测卵的发育和存活情况,并通过PCR和测序的方法检测靶位点,验证AmBgb在西方蜜蜂中的生理功能。【结果】西方蜜蜂AmBgb的CDS全长为759 bp,编码252个氨基酸,第39-201位氨基酸存在1个CBFβ结构域;AmBgb分子量为28982.37 D,无信号肽和跨膜结构,预测其为胞内蛋白;系统进化树显示西方蜜蜂AmBgb与东方蜜蜂A.cerana的Bgb高度同源(氨基酸序列一致性为99.21%),且亲缘关系最密切。AmBgb在2和3日龄工蜂卵中的表达量明显高于其他发育阶段的。基于CRISPR/Cas9处理的西方蜜蜂43粒卵中,有5粒卵孵化为幼虫且AmBgb靶位点无突变;随机对7粒死亡卵进行检测,发现6粒卵中AmBgb的靶位点出现基因编辑,包括不同长度插入、缺失或替换。【结论】西方蜜蜂AmBgb在2和3日龄卵中高量表达,敲除AmBgb导致卵不能正常孵化为幼虫。这些结果表明AmBgb在西方蜜蜂胚胎发育过程中发挥重要作用,这将为其他膜翅目(Hymenoptera)昆虫中该基因的生理功能研究提供理论指导。 展开更多
关键词 西方蜜蜂 核心结合因子β亚基 基因克隆 时期表达谱 CRISPR/cas9
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利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建番茄SlGATA1突变体
6
作者 姜杏 刘永胜 +2 位作者 吴子睿 徐雨 苗敏 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期226-232,共7页
GATA作为一类广泛存在于真核生物中的转录因子,在植物各生长发育阶段和逆境胁迫响应过程中发挥着至关重要的作用。为探究转录因子SlGATA1在番茄植株生长发育和逆境胁迫响应中的具体生物学功能,文章通过实时荧光定量聚合酶链式反应(polym... GATA作为一类广泛存在于真核生物中的转录因子,在植物各生长发育阶段和逆境胁迫响应过程中发挥着至关重要的作用。为探究转录因子SlGATA1在番茄植株生长发育和逆境胁迫响应中的具体生物学功能,文章通过实时荧光定量聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)对SlGATA1基因表达模式进行分析,并利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对SlGATA1基因进行编辑。结果表明:SlGATA1基因在各组织中均有表达,在种子中的表达量最高;SlGATA1基因的表达受高盐、干旱、高温及病原菌丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000,Pst DC3000)的影响;通过根癌农杆菌介导的遗传转化体系和CRISPR/Cas9基因编辑技术获得4株稳定遗传的SlGATA1基因敲除突变体,为番茄品种改良提供新的遗传材料。该研究为探究SlGATA1基因的功能奠定了基础。 展开更多
关键词 番茄 SlGATA1基因 基因编辑 CRISPR/cas9 逆境胁迫
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基于CRISPR/Cas9技术提高番茄果实中番茄红素含量
7
作者 张光智 史寒琪 +2 位作者 吴保唐 刘涛 祝建波 《江苏农业科学》 北大核心 2026年第1期27-34,共8页
旨在采用CRISPR/Cas9基因编辑技术对番茄中番茄红素代谢相关的关键基因进行定向编辑,从而提高番茄果实中番茄红素的含量。以石番43亲本为试验材料,基于CRISPR/Cas9系统,构建Sl LCY-E、Sl LCY-B基因的双元表达载体,用农杆菌介导的遗传转... 旨在采用CRISPR/Cas9基因编辑技术对番茄中番茄红素代谢相关的关键基因进行定向编辑,从而提高番茄果实中番茄红素的含量。以石番43亲本为试验材料,基于CRISPR/Cas9系统,构建Sl LCY-E、Sl LCY-B基因的双元表达载体,用农杆菌介导的遗传转化法获得15株番茄再生苗。经PCR检测发现,有9株番茄植株呈阳性,阳性转化率为60%;对阳性植株的靶序列进行测序发现,有7株番茄发生了基因编辑,编辑效率约为77.8%,其中有4株番茄在2个靶位点均发生了基因突变。此外,Sl LCY-E、Sl LCY-B基因之间的编辑效率也存在差异,分别为55.6%、66.7%。基因编辑类型包括碱基缺失、插入。对成熟期番茄进行检测发现,在突变株果实中,番茄红素的含量均高于野生型果实,且不影响其他农艺性状,其中,12号植株果实中的番茄红素含量最高,为野生型的3.2倍。qRT-PCR结果表明,突变株中Sl LCY-E、Sl LCY-B基因的相对表达量多较野生型显著降低。综上,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术抑制了番茄红素环化酶基因的表达,成功提高了果实中番茄红素的含量,同时证明Sl LCY-E、Sl LCY-B基因表达量与番茄红素积累量呈负相关。 展开更多
关键词 番茄 CRISPR/cas9 SlLCY-E SlLCY-B 番茄红素
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基于CRISPR/Cas9技术的水稻OsASL1.1基因突变体创制及干旱胁迫下的表型分析
8
作者 胡鑫 陈聪 +3 位作者 端木凡青 李颖 董全师 杜长青 《华北农学报》 北大核心 2026年第1期22-29,共8页
为研究OsASL1.1基因的表达特性及在干旱胁迫响应中的作用,分析OsASL1.1蛋白的亚细胞定位和OsASL1.1基因启动子区顺式作用元件,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析OsASL1.1基因在脱落酸(ABA)、甘露醇、聚乙二醇6000(PEG6000)下的表达模... 为研究OsASL1.1基因的表达特性及在干旱胁迫响应中的作用,分析OsASL1.1蛋白的亚细胞定位和OsASL1.1基因启动子区顺式作用元件,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析OsASL1.1基因在脱落酸(ABA)、甘露醇、聚乙二醇6000(PEG6000)下的表达模式,同时以Kitaake为背景采用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建Cas9-OsASL1.1突变体,分析突变体的突变类型,并对突变体进行ABA敏感性和抗旱性分析。结果表明,OsASL1.1蛋白主要在质体中表达。OsASL1.1基因启动子区含有低温响应、植物激素(ABA、生长素)响应等顺式作用元件,其中,ABA响应顺式作用元件(ABRE)有5个。OsASL1.1基因受ABA、甘露醇、PEG6000诱导表达。获得了Cas9-6和Cas9-12两个纯合的突变类型,Cas9-6有17 bp的插入,导致翻译提前终止;Cas9-12有12 bp的缺失,导致缺失4个氨基酸。ABA处理下,Cas9-OsASL1.1突变体和野生型的主根伸长都受到了抑制,但Cas9-OsASL1.1突变体受到的抑制程度低于野生型。150 mmol/L甘露醇处理下,Cas9-6和Cas9-12突变体的存活率均显著低于野生型,以Cas9-6的存活率最低。综上,Cas9-OsASL1.1突变体对ABA的敏感性降低,对干旱的抗性降低,即OsASL1.1基因功能丧失降低了水稻对ABA的敏感性和抗旱性。 展开更多
关键词 水稻 OsASL1.1 CRISPR/cas9 突变体 干旱胁迫
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基于CRISPR/Cas9技术靶向突变番茄WRKY3基因
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作者 宋茜茜 刘周圆 唐晓凤 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期73-79,共7页
WRKY转录因子在植物生长发育、次生代谢产物合成以及对生物和非生物胁迫的响应等方面发挥重要作用。为探究WRKY3在植株逆境应答中的功能及作用机制,文章通过生物信息法对不同物种WRKY3的结构域及进化树进行分析,发现WRKY3具有较高的保守... WRKY转录因子在植物生长发育、次生代谢产物合成以及对生物和非生物胁迫的响应等方面发挥重要作用。为探究WRKY3在植株逆境应答中的功能及作用机制,文章通过生物信息法对不同物种WRKY3的结构域及进化树进行分析,发现WRKY3具有较高的保守性;TomExpress数据库显示WRKY3在各种组织中均有表达,且在红果期果实中表达量最高;并构建WRKY3基因的CRISPR敲除载体,利用农杆菌介导法转化番茄获得WRKY3基因的转基因番茄材料,经聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)及测序鉴定发现,已成功获得敲除WRKY3基因的转基因番茄植株。该研究获得了番茄WRKY3基因敲除突变体稳定遗传株系,为探究WRKY3在逆境胁迫下植物的生长发育及果实成熟中所发挥的功能奠定了基础。 展开更多
关键词 番茄 WRKY3基因 基因编辑 CRISPR/cas9技术 载体构建
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Cas9和PE介导湖羊骨骼肌卫星细胞MSTN基因敲除的研究 被引量：5
10
作者 周磊 李东旭 +3 位作者 冒魏佳 刘孜斐 高雪 万永杰 《南京农业大学学报》 北大核心 2025年第2期419-426,共8页
[目的]本文利用CRISPR/Cas9系统和先导编辑(prime editor, PE)对湖羊骨骼肌卫星细胞中的肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)基因外显子进行敲除,旨在比较2种技术敲除MSTN基因的效率,以验证新型基因编辑工具PE用于湖羊骨骼肌卫星细胞上的可... [目的]本文利用CRISPR/Cas9系统和先导编辑(prime editor, PE)对湖羊骨骼肌卫星细胞中的肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)基因外显子进行敲除,旨在比较2种技术敲除MSTN基因的效率,以验证新型基因编辑工具PE用于湖羊骨骼肌卫星细胞上的可行性。[方法]针对湖羊MSTN基因的3个外显子分别设计向导RNA(single guide RNA,sgRNA)以及引导RNA(prime editing guide RNA,pegRNA),构建相应的质粒后将含有Cas9/sgRNA或PE/pegRNA的质粒共同转染湖羊骨骼肌卫星细胞。24 h后观察细胞荧光,48 h后再将细胞消化,使用流式细胞分选仪根据荧光强度筛选出转染成功的强阳性细胞,收集细胞,获得基因组DNA后进行桑格测序,检测2种基因编辑工具对MSTN基因的打靶效率。[结果]成功构建了分别针对湖羊骨骼肌卫星细胞MSTN基因3个外显子敲除的基因编辑工具,质粒测序结果显示序列插入正确;CRISPR/Cas9的编辑效率(65%、88%、91%)显著高于PE的编辑效率(57%、29%、33%),而PE的插入缺失率显著低于CRISPR/Cas9。[结论]在转染效率相近的情况下,CRISPR/Cas9相比于PE对于湖羊骨骼肌卫星细胞MSTN基因的敲除有更高的编辑效率。 展开更多
关键词 基因编辑 CRISPR/cas9 先导编辑(PE) MSTN 湖羊 骨骼肌卫星细胞
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EuCAD基因CRISPR/Cas9敲除载体构建及基因编辑效果验证
11
作者 陈博雯 肖玉菲 +4 位作者 李军集 钟连香 魏秋兰 覃子海 刘海龙 《分子植物育种》 北大核心 2025年第7期2226-2231,共6页
为了对尾叶桉(Eucalyptus urophylla)木质素合成关键基因开展基因编辑研究,本研究构建了Eu-CAD基因的CRISPR/Cas9敲除载体,并利用原生质体转化体系对基因编辑效果进行验证。对EuCAD基因序列进行分析,设计两条位于外显子的靶位点序列,使... 为了对尾叶桉(Eucalyptus urophylla)木质素合成关键基因开展基因编辑研究,本研究构建了Eu-CAD基因的CRISPR/Cas9敲除载体,并利用原生质体转化体系对基因编辑效果进行验证。对EuCAD基因序列进行分析,设计两条位于外显子的靶位点序列,使用Golden Gate技术构建得到基因编辑载体pRGEB35-CAD。以尾叶桉继代苗茎尖为材料建立原生质体转化体系,用pGFP质粒进行转化,依据GFP荧光激发结果统计体系的转化率为2.47%。将pRGEB35-CAD转化至原生质体,PCR鉴定显示在原生质体中EuCAD发生了预期的基因编辑,pRGEB35-CAD取得了预期基因编辑效果。本研究构建的EuCAD基因CRISPR/Cas9敲除载体可对目标基因进行基因编辑,为进一步创制EuCAD敲除突变体奠定了研究基础。 展开更多
关键词 CRISPR/cas9敲除载体 原生质体转化 CAD基因 尾叶桉
原文传递
应用CRISPR/Cas9技术对五指山猪GHRHR基因的编辑
12
作者 王文涛 张思佳 +9 位作者 何鑫淼 陈诗怡 吴赛辉 张冬杰 陈瑶生 丛佩清 亓美玉 田明 刘娣 何祖勇 《东北农业大学学报》 北大核心 2025年第2期44-52,共9页
生长激素释放激素受体(GHRHR)表达于垂体细胞表面,调节垂体生长激素合成与分泌,对动物生长发育发挥重要调控作用。为深入了解GHRHR对五指山猪生长发育的影响,通过CRISPR-ctRNP体外酶切试验,筛选出切割效率达27.3%的1条gRNA用于构建CRISP... 生长激素释放激素受体(GHRHR)表达于垂体细胞表面,调节垂体生长激素合成与分泌,对动物生长发育发挥重要调控作用。为深入了解GHRHR对五指山猪生长发育的影响,通过CRISPR-ctRNP体外酶切试验,筛选出切割效率达27.3%的1条gRNA用于构建CRISPR/Cas9表达载体。转染五指山猪肾细胞后,经流式分选富集到编辑效率高达100%的细胞群体作为供体细胞,进行体细胞核移植;再将250枚克隆胚胎转移至5头代孕母猪输卵管中,最终1头代孕母猪成功妊娠,分娩3头克隆仔猪均为GHRHR双等位基因编辑个体;编辑均导致GHRHR基因产生移码突变,可导致蛋白翻译提前终止,丧失生物学功能。最终仅有1头GHRHR编辑五指山猪存活,该个体60日龄时,体质量较野生型个体平均体质量下降23.4%。研究结果在五指山猪中实现GHRHR基因高效编辑,为培养微型宠物猪及解析GHRHR的调控功能提供理论依据。 展开更多
关键词 五指山猪 生长激素释放激素受体 基因编辑猪 CRISPR/cas9
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利用CRISPR/Cas9编辑草莓FvPDS基因的研究
13
作者 刘丽锋 宋艳红 +2 位作者 赵霞 李刚 周厚成 《园艺学报》 北大核心 2025年第7期1687-1695,共9页
八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)是类胡萝卜素生物合成的关键酶,其编码的PDS基因参与并调控植物类胡萝卜素的累积,PDS基因突变会使植物产生肉眼可见的白化表型,常用来作为检测基因编辑成功与否的标记基因。选取森林草莓Fv... 八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)是类胡萝卜素生物合成的关键酶,其编码的PDS基因参与并调控植物类胡萝卜素的累积,PDS基因突变会使植物产生肉眼可见的白化表型,常用来作为检测基因编辑成功与否的标记基因。选取森林草莓FvPDS基因作为靶标,利用CRISPR/Cas9系统构建双靶点基因编辑载体,农杆菌介导法稳定遗传转化森林草莓种质HLJ-005(红果)、HLJ-004(白果),通过TA克隆测序法分析基因编辑的类型。遗传转化HLJ-005约2250块叶片外植体,筛选到具有卡那霉素抗性的植株147株,通过PCR鉴定,24株为阳性材料,阳性率为16.32%,最后测序获得了5株具有编辑的材料,编辑效率为20.83%;遗传转化HLJ-004约2305块叶片外植体,获得具有卡那霉素抗性的植株234株,PCR检测为6株阳性材料,阳性率为2.56%,测序只有3株为具有编辑的材料,编辑效率为50%。两个编辑位点都产生了突变,分别是单碱基或多个碱基的缺失,但是这两份种质的突变类型不尽相同。结果表明,利用CRISPR/Cas9系统可以通过稳定表达,HLJ-004、HLJ-005两个森林草莓实现双靶点同时敲除,HLJ-004、HLJ-005可作为草莓基因编辑的遗传转化材料,并验证了适合草莓基因编辑的CRISPR/Cas9系统。 展开更多
关键词 草莓 CRISPR/cas9 FvPDS 基因编辑
原文传递
基于CRISPR/Cas9基因编辑系统建立WIP 1基因g.37536832 C>A位点突变的ST细胞系
14
作者 王楠 杜伟伟 +7 位作者 王婉洁 王悦 袁茂莎 聂雨欣 孙亚茹 刘志国 吴添文 牟玉莲 《中国畜牧兽医》 北大核心 2025年第5期1966-1976,共11页
【目的】利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得野生型p53诱导磷酸酶1(wild-type p53-induced phosphatase 1,WIP1)基因与精子活力显著相关的位点g.37536832 C>A突变的猪睾丸(swine testis,ST)细胞系,为在细胞层面上进一步探讨WIP 1基因... 【目的】利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得野生型p53诱导磷酸酶1(wild-type p53-induced phosphatase 1,WIP1)基因与精子活力显著相关的位点g.37536832 C>A突变的猪睾丸(swine testis,ST)细胞系,为在细胞层面上进一步探讨WIP 1基因与公猪精液品质性状之间的关系奠定基础。【方法】利用CRISPOR在线网站在猪WIP 1基因g.37536832 C>A位点附近区域设计3条向导RNA(single guide RNA,sgRNA),并将其连接至pX458-GFP载体;通过T7E1酶切试验检测3条sgRNA活性,选择效率较高的sgRNA。构建Donor载体,并将其与sgRNA载体共同转染至ST细胞,采用流式细胞术将表达绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的阳性细胞进行富集和单克隆细胞筛选,并对筛选出的单克隆细胞进行基因型鉴定。【结果】质粒测序结果表明,成功将3条sgRNA连接至pX458-GFP载体上;T7E1酶切结果显示,转染pX458-GFP-sgRNA1和pX458-GFP-sgRNA2质粒组产生了切割,效率分别为24%和27%,而转染pX458-GFP-sgRNA3质粒组未检测到切割,因此选择pX458-GFP-sgRNA2质粒进行试验。成功构建Donor载体,并将pX458-GFP-sgRNA2和Donor载体共转染至ST细胞。基因型鉴定结果显示,获得的269株单克隆中有205株细胞发生了基因编辑,基因编辑效率为76%,其中9株为WIP 1基因g.37536832 C>A位点纯合突变的ST细胞,精确突变效率为3%。【结论】本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功获得了WIP 1基因g.37536832 C>A位点突变的ST细胞系,为深入研究WIP 1基因对公猪精液品质的影响提供了良好的细胞模型。 展开更多
关键词 CRISPR/cas9 WIP 1基因 ST细胞系
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CRISPR/Cas9技术:探索lncRNA的自身功能以及在癌症进程中的作用
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作者 李欣 胡莹 王玉明 《中国生物化学与分子生物学报》 北大核心 2025年第3期364-375,共12页
CRISPR/Cas系统的出现极大推动了基因编辑领域的进步,特别是CRISPR/Cas9系统,已成为生物医学研究的核心工具。长非编码RNA(lncRNA)在基因调控、细胞分化和多种疾病的发展过程中发挥关键作用,尤其在癌症研究中,lncRNA作为癌症生物标志物... CRISPR/Cas系统的出现极大推动了基因编辑领域的进步,特别是CRISPR/Cas9系统,已成为生物医学研究的核心工具。长非编码RNA(lncRNA)在基因调控、细胞分化和多种疾病的发展过程中发挥关键作用,尤其在癌症研究中,lncRNA作为癌症生物标志物和治疗靶点,具有重要的应用前景。然而,由于lncRNA普遍具有低丰度和保守性差等特点,限制了传统手段对其功能的研究。CRISPR/Cas9技术为lncRNA的研究提供了一个高效、灵活且精确的工具,显著加速了该领域的进展。本文首先回顾了CRISPR/Cas9系统的基本原理及其在基因编辑中的广泛应用,包括CRISPR敲除、敲入、干扰和激活等多种功能系统。这些技术不仅可以筛选特定生物过程中的关键lncRNA,还能够用于基因功能研究,探索其在疾病中的作用。本文重点分析了CRISPR/Cas9技术在研究lncRNA功能和调控机制,以及其在肿瘤研究中的关键应用。此外,文章还总结了通过CRISPR/Cas9进行全基因组筛选以识别功能性lncRNA的方法,并探讨了这些lncRNA在癌症细胞增殖、迁移、侵袭以及耐药性中的作用。CRISPR/Cas9敲除系统可以高效敲除lncRNA基因,揭示其在基因调控中的具体功能。同时,CRISPR激活和干扰技术为非编码基因的研究提供了新的思路,通过调控lncRNA的表达水平,进一步探索其在癌症等疾病中的临床应用。文章还探讨了CRISPR技术在未来lncRNA研究中的潜力,尤其是在解决基因组复杂性、靶向效率和脱靶效应等技术难题方面的进展。综上所述,CRISPR/Cas9技术不仅为研究lncRNA提供了强有力的工具,也为未来开发新的癌症诊断和治疗手段提供了新的思路和机会。 展开更多
关键词 成簇的规则间隔短回文重复序列(CRISPR/cas9) 长非编码RNA 基因调控 癌症
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基于CRISPR-Cas9敲除系统的胚胎干细胞基态多能性退出调控基因的筛选与鉴定
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作者 杨艺 阮艳 +3 位作者 张俊磊 田衍平 余梦 李红丽 《陆军军医大学学报》 北大核心 2025年第18期2223-2236,共14页
目的系统性鉴定调控胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESC)基态多能性退出的关键基因,为深入解析多能性状态转换及早期细胞命运决定机制提供新靶点和理论依据。方法利用全基因组Brie敲除文库感染Nanog-绿色荧光蛋白(Nanog-green fluores... 目的系统性鉴定调控胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESC)基态多能性退出的关键基因,为深入解析多能性状态转换及早期细胞命运决定机制提供新靶点和理论依据。方法利用全基因组Brie敲除文库感染Nanog-绿色荧光蛋白(Nanog-green fluorescent protein,Nanog-GFP)报告基因标记的ESC,在白血病抑制因子/血清(leukemia inhibitory factor/serum,LIF/S)条件下持续培养14 d;通过流式细胞术分选Nanog-GFP^(+)(基态)与Nanog-GFP^(-)(始发态)细胞群,提取基因组DNA进行高通量测序;采用MAGeCK软件分析GFP^(-)/Input、GFP^(+)/Input与GFP^(+)/GFP^(-)组的差异基因,利用Metascape和基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)进行功能富集分析;基于筛选结果构建候选基因敲除模型,通过细胞形态观察、Nanog阳性率检测、克隆形成实验及分子标志物检测评估候选基因功能。结果在GFP^(+)/Input筛选中,鉴定出2921个负向变化基因(主要富集于RNA代谢、细胞周期等基础生命过程)和1393个正向变化基因(主要富集于神经系统发育、糖代谢和脉管系统发育等过程)。在GFP^(-)/Input筛选中,鉴定到2765个负向变化基因(主要富集于RNA代谢、细胞周期等基础生命过程)和1303个正向变化基因(主要富集于神经发育、细胞存活、内皮迁移等过程)。在GFP^(+)/GFP^(-)筛选中,鉴定出1001个负向变化基因[主要参与细胞应激响应和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路抑制]和983个正向变化基因[主要参与成纤维细胞生长因子/细胞外信号调节激酶(fibroblast growth factor/extracellular signal-regulated kinase,FGF/ERK)信号通路和糖代谢过程],其中不仅包括已知的多能性维持因子(如Nanog、Nr5a2、Klf2、Klf4)及多能性退出相关基因(如Gata6、Grb2、Zeb1、Fgfr1),还包括一些在基态多能性退出过程中功能尚未明确的基因(如Dmrt1、Rxra、Zbtb14和Tmem41b)。候选基因功能验证显示,瞬时敲除Dmrt1、Tmem41b和Hic2的ESC中Nanog+细胞比例显著升高(P<0.01),表明这些基因可能抑制基态多能性退出。Dmrt1稳定敲除使ESC呈现更基态的表型,表现为克隆形态变紧密、呈穹隆状,未分化克隆比例增加(P<0.01),基态多能性标志基因(如Nanog、Nr5a2、Dppa3)表达上调(P<0.01),而始发态标志基因(如Fgf5、Lefty1、Dnmt3b)表达下调(P<0.01)。回复表达Dmrt1可逆转上述表型。结论本研究通过全基因组CRISPR-Cas9筛选鉴定出调控ESC基态多能性退出的候选基因集,明确Dmrt1在促进ESC基态多能性退出过程中的关键作用。 展开更多
关键词 CRISPR-cas9 胚胎干细胞 基态 始发态 多能性退出
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利用CRISPR/Cas9技术定向编辑水稻nsLTPs家族基因OsLTPL166
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作者 王伟 王俊敏 《分子植物育种》 北大核心 2025年第17期5727-5733,共7页
非特异性脂质转移蛋白(non-specific lipid transfer protein,nsLTPs)广泛存在于植物界中,参与许多关键的生物学过程,如花粉的发育、种子发育及细胞壁的延伸等。OsLTPL166基因编码区长度是465 bp,其编码的蛋白质由154个氨基酸组成;根据... 非特异性脂质转移蛋白(non-specific lipid transfer protein,nsLTPs)广泛存在于植物界中,参与许多关键的生物学过程,如花粉的发育、种子发育及细胞壁的延伸等。OsLTPL166基因编码区长度是465 bp,其编码的蛋白质由154个氨基酸组成;根据跨膜结构域及信号肽预测,OsLTPL166在13~35氨基酸处含有跨膜结构域,N端存在一个32个氨基酸残基的信号肽,切割位点位于氨基酸残基32和33之间,产生具有122个氨基酸残基的成熟蛋白质。组织表达分析发现,OsLTPL166仅在种子中特异性表达,且种子发育后期表达量较高。为了研究水稻Os LTPL166在种子发育中的功能,本研究以‘浙辐粳83’为遗传背景构建了敲除载体,利用CRISPR/Cas9技术对OsLTPL166进行定点编辑,共获得24个独立的转基因株系,其中纯合突变株系有7株,编辑方式主要为碱基的插入和缺失,导致氨基酸序列发生移码,成功获得OsLTPL166功能缺陷型突变体。本研究为进一步探究该基因在种子发育进程中的生物学功能提供了遗传材料。 展开更多
关键词 水稻 种子发育 非特异性脂质转移蛋白 CRISPR/cas9
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CRISPR/Cas9技术(递送)在支气管上皮细胞中的应用和进展
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作者 张莹莹 王楚雯 钱国清 《中国病理生理杂志》 北大核心 2025年第1期173-180,共8页
规律成簇间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白9(Cas9)技术操作简易、高效,适用性强,在探究呼吸道潜在机制中具有独特优势。支气管上皮细胞是肺部防御的物理屏障,其损伤或功能缺失是慢性气道疾病的发病基础。近年来,慢性气道疾病... 规律成簇间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白9(Cas9)技术操作简易、高效,适用性强,在探究呼吸道潜在机制中具有独特优势。支气管上皮细胞是肺部防御的物理屏障,其损伤或功能缺失是慢性气道疾病的发病基础。近年来,慢性气道疾病发病率升高,但治疗进展相对缓慢,亟需找到治疗的突破口。CRISPR/Cas9系统可以进行精准基因编辑,为慢性气道疾病提供新策略。本文从CRISPR/Cas9的多种递送方式和作用机制出发,对其在原代、永生化支气管上皮细胞和动物体内的应用与进展进行概述,探讨了其发展前景和面临的挑战,以期为未来应用该技术进行气道疾病治疗提供参考。 展开更多
关键词 CRISPR/cas9系统 支气管上皮细胞 基因编辑
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基于CRISPR∕Cas9技术创制抗稻瘟病基因pi21突变体
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作者 谢留杰 段敏 黄善军 《上海农业学报》 2025年第2期8-15,共8页
利用CRISPR∕Cas9技术对台15-7糯的抗稻瘟病基因pi21进行编辑。选择位于pi21基因第一、第二外显子上的2段序列作为靶点构建双元表达载体pHUE411-pi21-Cas9,通过农杆菌侵染法获得21个以台15-7糯为背景的T0代单株。加代后在149个T1代单株... 利用CRISPR∕Cas9技术对台15-7糯的抗稻瘟病基因pi21进行编辑。选择位于pi21基因第一、第二外显子上的2段序列作为靶点构建双元表达载体pHUE411-pi21-Cas9,通过农杆菌侵染法获得21个以台15-7糯为背景的T0代单株。加代后在149个T1代单株中检测出6个不含载体的纯合突变体,包含3种突变类型,分别命名为pi21-t1、pi21-t2、pi21-t3,每种突变分别导致pi21基因编码的蛋白缺失227、239、99个氨基酸。稻瘟病鉴定结果表明:成熟期时,3种突变体中仅pi21-t3的病斑数量和面积较台15-7糯显著降低,其他2种突变体发病水平与台15-7糯基本相同。除抗稻瘟病能力有所提高外,突变体pi21-t3在成熟期的其他农艺性状,如株高、每穗粒数、结实率等,与台15-7糯没有显著差异。本研究可为抗稻瘟病水稻育种提供借鉴。 展开更多
关键词 CRISPR∕cas9技术 pi21基因 稻瘟病 纯合突变体
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CRISPR-Cas9基因编辑技术修复抗凝血酶基因SERPINC1c.318_319insT突变
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作者 谢海啸 周星星 +3 位作者 徐琦煜 张柯 刘斯奇 王明山 《临床检验杂志》 2025年第6期405-409,共5页
目的初步探讨CRISPR-Cas9基因编辑技术在修复抗凝血酶(AT)基因SERPINC1c.318_319insT突变中的应用价值。方法通过CRISPR在线设计网站设计并合成单链向导RNA(sgRNA),构建AT c.318_319insT突变体和CRISPR-Cas9修复体,将野生型、AT c.318_3... 目的初步探讨CRISPR-Cas9基因编辑技术在修复抗凝血酶(AT)基因SERPINC1c.318_319insT突变中的应用价值。方法通过CRISPR在线设计网站设计并合成单链向导RNA(sgRNA),构建AT c.318_319insT突变体和CRISPR-Cas9修复体,将野生型、AT c.318_319insT突变体和CRISPR-Cas9修复体的基因片段转入慢病毒表达载体中,采用PCR及测序法验证。将构建成功的慢病毒重组质粒转染至人胚肾细胞HEK293T中。细胞培养后,裂解HEK293T细胞,用ELISA法和western blot法比较野生型、CRISPR-Cas9修复体和突变体的细胞裂解液中AT抗原(AT:Ag)含量;用细胞免疫荧光实验对重组AT蛋白进行体外表征。结果AT c.318_319insT突变体和CRISPR-Cas9修复体构建成功,HEK293T细胞体外实验显示,以细胞裂解液中野生型的AT:Ag设为100%,CRISPR-cas9修复体AT:Ag为47%,AT c.318_319insT的AT:Ag为22%,western blot和细胞免疫荧光实验的结果与之相符。结论细胞体外实验验证CRISPR-Cas9基因编辑技术能有效原位修复抗凝血酶基因SERPINC1c.318_319insT突变,为CRISPR-Cas9基因编辑技术应用于临床血栓性遗传病的基因治疗提供实验支持。 展开更多
关键词 血栓性疾病 抗凝血酶 突变 CRISPR-cas9 基因编辑
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