利用CRISPR/Cas9技术编辑GmBADH1基因改变大豆耐盐性

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作   者：

石宇欣;  刘欣玥;  孙建强;  李晓菲;  郭潇阳;  周雅;  邱丽娟; 

作者机构：

东北农业大学农学院;  农作物基因资源与遗传改良国家重大科学工程/农业农村部种质资源利用重点实验室/中国农业科学院作物科学研究所; 

关键词：

GmBADH1;  大豆;  CRISPR/Cas9;  耐盐性; 

期刊名称：

作物学报

i s s n：

0496-3490

年卷期：

2024 年 50 卷 001 期

页   码：

100-109

摘   要：

耐盐基因功能鉴定对于大豆品种改良以及盐碱地的开发利用至关重要.盐害胁迫下作物通过合成和积累甜菜碱作为渗透保护剂,减小盐害对作物产量的影响.BADH 基因已在多种植物中被证实调节植物对逆境胁迫的响应,但在大豆中的调控机制尚不清晰.本研究克隆了GmBADH1 基因,qRT-PCR显示该基因在根、茎、叶中均有表达,尤其在根中的表达丰度最高.通过农杆菌介导的大豆遗传转化技术将CRISPR/Cas9 系统构建的表达载体转入到大豆品种JACK中,产生了 3 种可以调控大豆耐盐性状的靶向突变,均发生在编码区,分别为缺失 19 bp、插入 1 bp、插入 9 bp替换 2 bp.前两者,过早出现的终止密码子,使其均产生截断的BADH1 蛋白,后者发生移码突变.在出苗期和苗期分别对突变纯合植株进行盐处理,结果表明,出苗期耐盐性与野生型相比显著下降,苗期与野生型相比无明显差异.这说明GmBADH1 基因可能主要调控出苗期的耐盐性状.本研究为深入挖掘大豆耐盐基因和培育大豆耐盐品种提供了依据.