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成簇规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)/CRISPR相关蛋白9(Cas9)已成为一种有价值的基因组编辑工具,能够在特定选择的位点改变DNA序列,可以在作物基因组的靶点位置精确地实现删除、替换或插入特定序列,引入理想的目标性状。该工具具有简单、高效、成本低以及功能强大等特性,在柑橘、葡萄、香蕉和草莓等果树中已实现多种类型的应用,包含产生白化表型、调控童期和花期、调控果实品质以及创造矮化和抗病虫害品种等。综述了CRISPR/Cas9系统及其作用过程,介绍了新开发的精准编辑技术,包括单碱基编辑器、引导编辑及CRISPR/Cpf1多基因编辑系统,并详细阐述了CRISPR/Cas9系统在果树基因组编辑中的应用进展,包括果树种类、目标基因及目标性状等,归纳了CRISPR/Cas9系统实现高效编辑所遇到的遗传转化和再生体系、脱靶效应和启动子选择问题,最后提出了不断优化遗传转化和再生体系、合理选择靶位点和设计sgRNA、植物内源启动子及新编辑技术的解决策略。 相似文献
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45S rDNA在不同倍性沙田柚染色体上的荧光原位杂交分析 总被引：2，自引：1，他引：2
应用荧光原位杂交技术进行45S rDNA在不同倍性沙田柚中期染色体上的定位研究。结果表明: 不同材料的NOR位点表现出明显的多态性和杂合性, 即二倍体具4个45S rDNA位点, 四倍体单株t1和t2 则分别具有10个和8个位点。位点在染色体上的位置包括短臂末端、着丝粒区域、着丝粒至短臂区域、着丝粒至长臂区域、长臂末端共5种不同类型。不同材料中包含的位置类型不完全相同。不同位置类型的位点数也不相同, 以着丝粒及着丝粒至短臂区域的类型位点数最多, 其次是短臂末端。同源四倍体和相应的二倍体相比, 出现了DNA水平的变异。对用于荧光原位杂交的柑橘染色体制片方法和rDNA在染色体上的分布位置、同源四倍体和相应二倍体的遗传差异分析、重复序列的染色体原位杂交用于染色体识别和物种演化研究等进行了讨论。 相似文献
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现代基因工程技术使过去很多科学幻想变成现实。基因工程是一个广阔的研究领域,概括起来是:生物的遗传物质是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）,决定生物某一性状发育是某种特定的基因,是一段特定的DNA或RNA片段。现代生物科学通过DNA标记确定某一基因的位置、确定其核苷酸序列,并把此基因截取出来（克隆）, 相似文献
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为了获得CsLOB1启动子较大片段删除的突变体,利用CRISPR/Cas9技术对CsLOB1启动子进行多位点编辑。通过在CsLOB1启动子的EBEPthA4区域及其上、下游设计不同的靶标位点,构建了2个植物表达载体pCas9CsLOB1:2sites和pCas9CsLOB1:3sites,分别对CsLOB1启动子同时进行2个位点和3个位点的编辑。测序结果表明pCas9CsLOB1:2sites和pCas9CsLOB1:3sites的基因编辑效率分别为64.7%和80.0%,突变体植株在2个sgRNA之间发生了DNA片段的删除。进一步的分析发现,不同的sgRNA具有不同的突变效率,其差异是由于不同的sgRNA对CsLOB1-识别和结合能力的差异造成的。本结果表明对CsLOB1启动子进行多位点编辑可以获得删除较大DNA片段的突变体。 相似文献
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柑桔LEAFY同源基因片段分离及特性研究 总被引：16，自引：0，他引：16
根据不同植物LEAFY ( LFY) 同源基因3’端序列高度保守性, 设计合成简并引物, 采用PCR 技术首次从柑桔基因组DNA 中分离出一条长883 bp 的柑桔LFY 同源基因( csLFY) 片段。序列分析表明, 所扩增的883 bp DNA 片段中包含一个长476 bp 的内含子, 拼接位点与其他植物的LFY 同源基因一致。由外显子推导的氨基酸序列与其它植物LFY 同源基因的相应区域氨基酸序列同源性为77 %～97 % , 其中与烟草NFL 和矮牵牛ALF 的同源性最高, 达到97 %。RT—PCR 研究表明, csLFY 在柑桔成年结果枝上的花芽和营养芽以及童期幼苗的营养芽中均有表达, 但童期营养芽中的表达强度明显低于花芽。 相似文献
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为了研究CRISPR/Cas9技术在天目地黄基因编辑中的应用，克隆了天目地黄（Rehmannia chingii）的八氢番茄红素脱氢酶基因（Rc PDS1），利用PCR方法扩增其c DNA序列和基因组DNA序列。通过构建单靶点CRISPR/Cas9载体，利用根癌农杆菌介导的遗传转化方法侵染天目地黄无菌苗叶盘，通过TA克隆测序法分析基因编辑的类型。结果显示，克隆获得了1个天目地黄Rc PDS1的全长c DNA序列，其具有1个长度为1 743 bp的开放阅读框，编码580个氨基酸残基，基因组DNA序列长度8 041 bp，包含14个内含子和15个外显子。通过遗传转化共获得57个转基因再生株系，其中具明显白化表型的株系有20个（35.09%）。TA克隆测序结果显示，Rc PDS1靶位点突变类型主要包括碱基缺失、替换和插入。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在天目地黄中成功实现了对Rc PDS1基因的靶向敲除。 相似文献
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【目的】为了探明类caspase蛋白酶参与植物PCD的机制,【方法】以八棱海棠(Malus robusta Rehd.)实生苗为试验材料,对植株进行轻度干旱胁迫,检测叶片PCD的发生,并应用RT-PCR技术克隆类caspase基因。【结果】结果表明,轻度干旱胁迫后3周的叶片出现细胞染色质凝聚、胞质皱缩、细胞核变形等细胞凋亡的形态学特征。提取叶片DNA,观察到DNA呈现明显的"DNA Ladder",表现出典型的细胞程序性死亡的生化特征。在此基础上提取叶片RNA,采用RT-PCR获得长度为555 bp的类caspase基因片段。【结论】经同源性分析该片段与其他果树的同源序列相似性超过80%,提示该区段为保守序列。比对苹果基因组,八棱海棠基因组中存在半胱氨酸蛋白酶基因,该基因为单拷贝,并且存在2个同源基因,这为揭示干旱胁迫下八棱海棠调控PCD的机理及环境适应的分子机制奠定了基础。 相似文献
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我们用辣椒（Capsicum annuum）栽培种（已导入了灯笼椒Capsicum chinense L^3 基因）的种内F2代群体（2016株）和种间F2代群体（3391株）（由灯笼椒与Capsicum frutescence杂交产生）对灯笼椒抗烟草花叶病毒属病毒的L^3基因进行定位。通过L^3基因抗性紧密相关的AFLP分子标记的BAC文库的分析,揭示出番茄抗病同源基因12的存在。通过简并PCR技术,对来自35株不同辣椒的同源基因12的部分或全部编码序列进行克隆,且在种间组合中产生了17个遗传标记。图谱显示：L^3基因位于12同源基因标记IH1—04和BAC—end标记189D23M中间,L^3基因定位于包含两个不同BAC重叠群的区内,这两个不同的BAC重叠群分别由4个和1个无性系组成。DNA纤维荧光原位杂交揭示这两个重叠群被约30kb隔开。DNA纤维荧光原位杂交结果和BAC无性系的Southern杂交表明在高度重复序列中富集包含L^3基因位点的区。Southern杂交表明两个BAC重叠群包含多于十个的12同源基因拷贝体。相反,对于种间F2代群体,,重组后代没有结合位点,在种内F2代群体中,该结合位点存在于两个不同的BAC重叠群内,这两个不同的BAC重叠群分别由7个和2个无性系组成。而且,两个群体间结合位点分配的不同表明在含有L基因位点的区域连锁不平衡。 相似文献
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《食用菌学报》2018,(4)
用关键词"DNA photolyase (pfam 00875)"和"FAD binding domain of DNA photolyase (pfam03441)"搜索广叶绣球菌(Sparassis latifolia)闽绣1号菌株基因组,找到一个候选基因——隐花色素同源基因Slcry1,PCR扩增得到该同源基因cDNA全长1755 bp,基因组全长为2279 bp;利用PROTPARAM预测SlCRY1蛋白含有584个氨基酸,相对分子质量为65800,等电点为8.94;利用SMART和Pfam预测其保守结构域,发现SlCRY1蛋白(584个氨基酸)包含一个DNA光解酶(DNA Photolyase)结构域和一个FAD结合(FAD binding)结构域;用MEGA7软件中的邻位相连法构建系统发育树,发现SlCRY1属于光解酶/隐花色素蛋白家族中的DASH(Drosophila,Arabidopsis,Synechocystis,and Homo species)型隐花色素;最后用荧光定量PCR检测该同源基因在广叶绣球菌不同发育阶段及光照处理下的表达量:在约300 lx白色LED光照下,基因Slcry1表达量随光照时间延长而增加;不同发育时期,Slcry1基因的表达水平为子实体原基菌丝。实验结果揭示:SlCRY1属于DASH型隐花色素,其表达量受到光照的诱导,且随广叶绣球菌的生长发育而上升。 相似文献
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《果树学报》2015,(6)
【目的】分离和克隆‘库尔勒香梨’(Pyrus sinkiangensis Yu)果胶裂解酶(pectate lyase,PL)基因Ps PL,了解其在香梨果实不同时期转录水平上的表达差异,为香梨果实成熟软化机制研究提供理论依据。【方法】以‘库尔勒香梨’果肉组织为试验材料,通过RT-PCR和RACE技术得到Ps PL c DNA全长序列,并利用生物信息学方法对其进行分析和功能预测。运用实时荧光定量(q RT-PCR)技术,分析Ps PL基因在香梨果实生长发育后期及货架期的表达特性和差异。【结果】Ps PL基因c DNA全长序列为1 245 bp,Gen Bank收录号为KJ547669,该基因共编码414个氨基酸,属于果胶裂解酶家族基因,与其他植物PL基因编码的氨基酸序列有较高的同源性,与苹果同源性最高,达到97%;Ps PL在不同时期香梨果实中的表达差异很大,在生长发育后期表达量很低,盛花后150 d表达量最高。【结论】同源克隆了‘库尔勒香梨’Ps PL基因,可能在该梨果实软化过程中起到作用。 相似文献
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番木瓜丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类抗病基因同源序列的克隆与特征分析 总被引：2，自引：0，他引：2
根据丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类抗病基因产物催化结构域Ⅰ和Ⅸ的氨基酸保守序列设计简并引物,PCR扩增番木瓜叶片基因组DNA和cDNA。在NCBI中用BlastX比对发现,5个来自基因组DNA的克隆和4个来自叶片cDNA的克隆可能编码的氨基酸残基序列属于STK蛋白激酶类抗病基因同源序列片段和受体样蛋白激酶基因的同源片段,命名为gPK1-gPK5和cPK1-cPK4,在GenBank注册得到序列号分别为AY693385-AY693389,AY738762-AY738765。除克隆gPK5含有内含子之外,其它都发现了连续阅读框ORF。通过分析除Gpk5之外的8个克隆可能编码氨基酸序列中丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类蛋白激酶的9个催化保守结构域Ⅰ-Ⅸ,并利用ClustalW软件对8个克隆和已报道的抗病蛋白水稻Xa21和西红柿Pto氨基酸残基序列进行分子系统进化树分析发现,8个克隆不仅是受体样蛋白激酶基因的同源片段而且是抗病候选基因片段。 相似文献
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DNA微阵列技术是一项能够分析基因组、基因表达特征性图谱的新技术,使研究人员能同时对成千上万的相互作用的基因展开研究。随着Affymetrix公司生产的世界上第一个商品化的柑橘基因组阵列(Citrus Genome Array)的诞生,该技术在柑橘基因组学和相关科学研究中扮演着越来越重要的角色。综述了运用DNA微阵列技术在柑橘研究中的现状,重点说明了该技术在柑橘重要功能基因的检测及基因差异表达研究中的应用,介绍了柑桔研究中DNA微阵列的种类,及其在代谢途径分析、突变检测和突变机理分析等其他领域的研究现状,并对其在病原检测方面的可能应用也进行了探讨。 相似文献
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背景:胞质雄性不育(CMS)是由于线粒体基因组突变导致无功能性花粉产生的一种现象。对CMS和非CMS线粒体基因组的比较分析,揭示线粒体基因组间结构差异及因重组导致的广泛性重排具有重要意义。然而,在辣椒中与CMS相关的线粒体基因组结构及DNA重排机制仍不清楚。结果:获得了辣椒CMS FS4401(507 452 bp)和可育系Jeju(511 530 bp)线粒体完全基因组序列。并对辣椒、烟草线粒体基因组进行了比较分析,发现其均存在广泛的DNA重排和低保守性的非编码DNA区。FS4401和Jeju线粒体基因组比较发现,除了FS4401线粒体基因组中多了一个atp6(ψatp6-2)基因拷贝外,线粒体所有蛋白编码基因都一致。在基因组结构方面,发现两个线粒体基因组上的18个同线性序列区在基因组上存在重排,这些同线性序列区之间的序列总长度分别为30 380(FS4401)和17 847 bp(Jeju)。此前报道的CMS候选基因、orf507和ψatp6-2均位于FS4401最大特异序列片段的边界,在此区间大量的短序列片段聚集在一起,而Jeju中这些短序列表现为缺失或存在于不同的位点。连接序列片段的重复序列和重叠序列(由少数几个核苷酸组成)暗示同源重组导致的广泛性重排可能涉及到该区段的序列进化。本研究还利用其他植物种类的线粒体DNA序列进行分析,揭示CMS相关基因DNA区段的共同特征。结论:辣椒CMS和雄性可育系线粒体基因组大部分序列表现出一致性,但存在大量的基因组重排现象。辣椒CMS候选基因位于高度重排的CMS特定DNA区域的边界或重复序列附近。通过对其他物种CMS相关基因的特征分析,揭示出可能涉及到CMS相关基因进化的共同机制。 相似文献
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