摘要：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。

摘要：单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)广泛分布在植物的基因组中,具有丰富的DNA变异形式。基于单核苷酸多态性开发的标记被认为是极具应用前景的分子标记。五引物扩增受阻突变体系(Penta-primer amplification re-fractory mutation system,PARMS)是一种基于单核苷酸多态性的新型基因分型技术,具有通量高、准确性高、成本低和耗时短等优点。因此,建立高效、简便可行的PARMS分型技术对菠萝种质资源的鉴定、基因定位的开展以及分子辅助选择育种体系的建立具有重要意义。本研究以3份表型差异显著的菠萝种质资源为材料,基于130份菠萝种质资源的重测序数据分析结果,设计特异引物SNP31。结果显示,SNP31可将菠萝种质资源进行较好地分型,可用于后续反应体系的优化。为了建立适用于菠萝的PARMS-SNP分型体系,对PARMS的反应体积、引物浓度、DNA的提取方法和DNA浓度等参数进行优化。研究结果表明,反应体积、引物浓度以及DNA的浓度均能影响基因型信号点的荧光信号值。在较大或较小的反应体积下基因型信号点的荧光信号值均降低,最适的反应体积为6μL。随着引物和DNA浓度的增加,基因型信号点的荧光信号值增加,最佳的引物和DNA浓度分别为100μmol/L和25 ng/μL。此外,不同基因组DNA的提取方法均能对3份种质实现较好的PARMS-SNP分型。因此,PARMS-SNP分型体系的最佳反应体系为:反应总体积6μL,DNA(25 ng)1μL,PARMS mix 3μL,Primer mix(100μmol/L)0.45μL,ddH2O 1.55μL。利用65份菠萝种质资源验证该体系的准确性和稳定性,获得了较好的PARMS-SNP分型结果。本研究建立的PARMS-SNP分型体系为开展菠萝种质资源遗传多样性分析、遗传图谱的构建、基因定位及分子标记辅助选择提供基础。

摘要：EDS1(Enhanced Disease Susceptibility 1)在植物抗病过程中起着关键的作用。为进一步研究其在调控茄子抗青枯病中的作用,根据茄子基因组序列设计引物克隆了EDS1,将其命名为SmEDS1。生物信息学分析表明SmEDS1最大开放阅读框包含1 809 bp,编码602个氨基酸残基。其包含该基因家族典型的LP结构域和EP结构域。为了进一步验证其功能,通过VIGS技术沉默茄子抗青枯病材料SmEDS1后接种青枯病病原菌,7 d后植株枯萎,结果表明EDS1正调控茄子抗青枯病。半定量结果表明,SmEDS1沉默后对其他信号基因的表达量有着显著影响,其中MAPK6、RAR1的表达量上调,而MAPK3、SIPK、PAD4、SGT1、TGA、EDR1、NPR1、ICS1、GLUA、EIL1和HSP90等基因的表达量下调,EBF2和ACO5的表达量不受SmEDS1的调控。此结果表明EDS1在调控茄子抗青枯病中起着重要的作用。

摘要：本研究基于茄子自交系WT和L6-5重测序数据设计SNP特异引物,通过对反应体积、DNA用量和引物浓度等参数进行优化,建立了茄子PARMS(Penta-primer amplification re-fractory mutation system)SNP分型体系。研究结果表明最佳反应体系为6μL,其中1μL DNA模板(10~100 ng/μL),3μL PARMS mix(2×),0.45μL引物混合物(100μmol/L),1.55μL ddH2O。利用WT和L6-5的F2群体验证该体系的稳定性,获得了较好的SNP分型结果。本研究建立的PARMS-SNP分型体系,为开展茄子种质资源遗传多样性分析、基因定位、指纹图谱构建和分子标记辅助选择等提供了技术支持。