烟草atp2基因CRISPR/Cas9载体构建与遗传转化

作者：赵重燕; 暴会会; 仵亚汝; 杜康华; 李顺成; 杨正安^*; 杨飞^*

来源：分子植物育种, 2020, 18(21): 7056-7061.

DOI：10.13271/j.mpb.018.007056

• 烟草
• 细胞质雄性不育
• atp2
• CRISPR/Cas9

植物细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility, CMS)广泛应用于作物杂交育种及核质互作的分子机理研究。在缺乏线粒体遗传转化技术手段前提下,为了研究线粒体ATP合成酶基因敲除对烟草花粉育性的影响,本试验以烟草核基因atp2为研究对象,构建烟草atp2基因CRISPR/Cas9载体并进行遗传转化。结果表明,人工合成的烟草atp2基因20 bp靶序列连接入CRISPR/Cas9载体,通过农杆菌介导叶盘转化,获得8个PCR鉴定为转基因阳性的烟草株系;初步观察发现烟草atp2基因编辑T0代植株花期延迟,花冠合并,花瓣、雄蕊、雌蕊数目加倍;花粉染色结果显示atp2基因编辑植株crisp-3、crisp-4、crisp-21、crisp-22的花粉育性分别为23.60%、30.03%、29.73%和24.77%,显著低于未编辑植株花粉育性92.83%(p<0.01);crisp-22的T1代转化植株表现出叶片皱缩和失绿的突变表型特征。本试验为开展烟草atp2基因敲除功能分析,以及利用基因工程创造烟草雄性不育系,奠定了后期的研究工作基础。

• 单位
  云南农业大学