利用CRISPR/Cas9探究水稻OsPIN5c基因功能

作     者：杨晓祎 王慧慧 张艳雯 侯典云 张红晓 康国章 胥华伟 YANG Xiao-Yi;WANG Hui-Hui;ZHANG Yan-Wen;HOU Dian-Yun;ZHANG Hong-Xiao;KANG Guo-Zhang;XU Hua-Wei

作者机构：河南科技大学农学院河南洛阳471000 河南农业大学省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室河南郑州450046 

基　　金：河南省自然科学基金项目(182300410012,202300410151,202300410340) 小麦玉米作物学国家重点实验室开放课题项目(SKL2021KF03)资助 

出 版 物：《作物学报》 (Acta Agronomica Sinica)

年 卷 期：2023年第49卷第2期

页      码：354-364页

摘      要：生长素极性运输在植物生长发育中发挥着重要作用,生长素输出载体蛋白(PIN-FORMED,PIN)是控制生长素极性运输的关键蛋白。虽然部分水稻OsPIN基因功能已有报道,但水稻OsPIN5c的生物学功能仍有待研究。本研究在OsPIN5c第1外显子处设计靶点并构建CRISPR/Cas9载体,通过转化粳稻品种日本晴获得24株转基因植株,PCR产物直接测序分析表明其中15株发生突变,突变率为62.5%,突变类型为双等位突变;进一步从T1代突变体中筛选获得3种不同的纯合突变体,将其命名为ospin5c-1、ospin5c-2和ospin5c-3。序列比对分析表明,这3种类型的突变均造成移码突变和蛋白翻译提前终止,由原来的398个氨基酸分别缩短为109、106和250个氨基酸;跨膜螺旋结构域分析表明,3种突变体中OsPIN5c蛋白的跨膜结构完全消失;蛋白结构预测表明3种突变体中OsPIN5c蛋白螺旋结构明显减少。突变体的苗高、根长和不定根数均显著低于野生型植株。组织特异性表达表明OsPIN5c主要在根中表达。突变体根中OsPIN1a和OsPIN5b表达量提高;生长素合成关键基因OsYUC1、OsYUC4、OsYUC6和OsYUC7的表达量也显著提高。ospin5c突变体根的向重性受到部分抑制。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得ospin5c纯合突变体并探讨了OsPIN5c基因功能,为利用OsPIN5c基因进行作物遗传改良提供了潜在的基因资源。

主 题 词：OsPIN5c CRISPR/Cas9 基因功能 水稻 

学科分类：09[农学] 0901[农学-植物生产类] 

核心收录：

D　O　I：10.3724/SP.J.1006.2023.22002

馆 藏 号：203115518...