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利用基因编辑产生长片段缺失创制低谷蛋白水稻种质 被引量：1
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作者 靳亚茹 陈斌 +6 位作者 王歆凯 周田田 李笑 邓晶晶 杨郁文 郭冬姝 张保龙 《中国农业科学》 北大核心 2025年第6期1052-1064,I0009,I0010,共15页
【目的】水稻(Oryza sativa L.)是世界上近一半人口的主要粮食作物,蛋白质是稻米的第二大营养物质。水稻种子中的贮藏蛋白主要包括谷蛋白、醇溶蛋白、球蛋白和清蛋白,其中,易被人体消化的谷蛋白含量最高。肾脏病患者需要严格控制蛋白质... 【目的】水稻(Oryza sativa L.)是世界上近一半人口的主要粮食作物,蛋白质是稻米的第二大营养物质。水稻种子中的贮藏蛋白主要包括谷蛋白、醇溶蛋白、球蛋白和清蛋白,其中,易被人体消化的谷蛋白含量最高。肾脏病患者需要严格控制蛋白质的摄入,普通稻米谷蛋白含量最高,会加重肾脏负担,加速病情进展。创制低谷蛋白水稻种质的方法,为培育适合肾病患者食用的功能性水稻品种提供新的遗传材料。【方法】以适合江苏地区栽培的常规粳稻品种苏秀867(SX867)为转基因受体材料,利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术删除水稻B亚家族谷蛋白编码基因GluB4和GluB5之间约3500 bp片段。利用靶标位点侧翼序列对应的引物进行基因型鉴定,利用Cas9和潮霉素表达盒的序列特异性引物鉴定不含转基因元件的低谷蛋白水稻突变体。对纯合突变体的蛋白组分进行定性和定量分析,利用定量PCR检测水稻籽粒中部分谷蛋白编码基因的表达水平。在相同的栽培管理条件下,种植受体品种和纯合突变体,统计农艺性状和品质性状。【结果】成功获得GluB4和GluB5之间缺失3448 bp的纯合突变体;在该突变体中,谷蛋白占总蛋白的比例显著下降,醇溶蛋白和球蛋白的比例显著上升,谷蛋白含量降低至受体品种的45.54%—49.75%,与目前市面上常用的LGC-1转育的低谷蛋白水稻品种相近;纯合突变株系B亚家族谷蛋白编码基因表达水平显著降低,基因表达水平变化趋势与LGC-1转育的品种一致;与其受体品种相比,纯合突变体的主要农艺性状指标除株高显著降低和粒长显著变长外,其他被测农艺性状和品质性状无显著变化。【结论】运用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术,成功获得不含转基因元件的水稻谷蛋白含量显著降低的突变体,提供了一种简单快速地创制低谷蛋白水稻种质的方法。 展开更多
关键词 水稻 谷蛋白 基因编辑 GluB4 glub5 低谷蛋白水稻
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