创建新的Wx等位基变异,显著改变Wx表达和大米的食用和质量
Pei Zhao1, Yuxia Liu2, Zhuyun Deng3
1Key Laboratory of Plant Molecular Physiology, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China; College of Life Science, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China; China National Botanical Garden, Beijing, China.
研究人员使用CRISPR/Cas9编辑大米中的Waxy (Wx) 基因,创建新的等位基因变异. 两种变异,MT7和MT13,显著改变了大米粉糖含量,蛋白质和脂质水平,为提高大米质量提供了潜力.
科学领域:
- 农业科学 农业科学
- 分子生物学分子生物学
- 遗传学 遗传学 是一个
背景情况:
- 编码颗粒结合粉合成酶I (GBSSI) 的Waxy (Wx) 基因,通过调节粉含量,对大米的食用和质量 (ECQ) 至关重要.
- 优化谷物粉糖水平是提高大米质量的关键策略.
研究的目的:
- 通过使用CRISPR/Cas9.9创建新的Wx等位基变异来微调大米粒粉含量.
- 研究这些变异对Wx基因表达和谷物组成的影响.
主要方法:
- 使用CRISPR/Cas9系统精确编辑Wx促进器和5'UTR区域.
- 产生和分析14种新的Wx等位基变异,专注于MT7和MT13进行详细的表征.
主要成果:
- 两种新的Wx等位基变异,MT7和MT13,成功地被创造出来,改变了Wx表达和谷物粉素含量.
- MT7表现出最小的GBSSI表达和5.87%的氨糖,而MT13显示出低的GBSSI表达和9.61%的氨糖.
- MT7和MT13都影响了谷物成分,减少了蛋白质和增加了脂质含量,与野生类型相比 (Wx).
结论:
- 该研究确定了Wx促进体 (CAAT盒,TATA盒) 中的特定cis作用元素,这些元素对于调节基因表达和粉素合成至关重要.
- 生成的Wx等位基变异 (MT7,MT13) 作为开发软米品种的有价值的生殖质.
- 提供了对控制Wx表达的分子机制及其对米粒特征的影响的新见解.
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