Agrobacterium-매개 유전 변환, 트랜스 제닉 생산, 그리고 쌀에서 남성 생식 개발의 연구에 대 한 그것의 응용 프로그램

Dawei Xu; Palash  Chandra Mondol; Muhammad Uzair; Matthew R. Tucker; Dabing Zhang

doi:10.3791/61665

이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

Agrobacterium-매개 유전 변환, 트랜스 제닉 생산, 그리고 쌀에서 남성 생식 개발의 연구에 대 한 그것의 응용 프로그램

12.2K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/61665

⸱

2020년 10월 6일

Dawei Xu^*¹^,² , Palash Chandra Mondol^*¹ , Muhammad Uzair¹ , Matthew R. Tucker³ , Dabing Zhang¹^,³

¹Joint International Research Laboratory of Metabolic and Developmental Sciences, Shanghai Jiao Tong University-University of Adelaide Joint Centre for Agriculture and Health, School of Life Sciences and Biotechnology, Shanghai Jiao Tong University, ²College of Agronomy, Anhui Agricultural University, Heifei, China, ³School of Agriculture, Food and Wine, University of Adelaide

^* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

이 작품은 CRISPR-Cas9 게놈 편집 기술을 사용하여 내인성 유전자 OsABCG15를 녹아웃한 다음 수정된 Agrobacterium-매개변환 프로토콜을 사용하여 쌀에서 안정적인 남성 멸균 라인을 생성합니다.

초록

남성 멸균은 일반적으로 남성 생식 기관/게임테의 기능적 결함을 특징으로 하는 하이브리드 종자 생산을 위한 중요한 농업 특성입니다. CRISPR-Cas9 게놈 편집 기술의 최근 발전은 특정 사이트에서 내인성 후보 유전자의 높은 편집 효능 및 시간 절약 녹아웃 돌연변이를 허용합니다. 또한, 쌀의 아그로박테리움-중재된유전적 변화는 또한 많은 공공 및 민간 실험실에서 널리 채택된 유전자 변형을 위한 중요한 방법입니다. 이 연구에서는 CRISPR-Cas9 게놈 편집 도구를 적용하고 japonica 품종에서 OsABCG15의 표적 게놈 편집을 통해 3개의 남성 멸균 돌연변이 라인을 성공적으로 생성했습니다. 우리는 쌀에서 하이브리드 종자 생산을위한 유전 방출의 우수한 수단을 제공 할 수있는 수정 된 Agrobacterium-매개 쌀 변환 방법을 사용했다. 형질전환 식물은 2-3개월 이내에 얻을 수 있으며, 동종변성 변압제는 PCR 증폭 및 Sanger 시퀀싱을 사용하여 유전자를 사용하여 스크리닝하여 스크리닝하였다. 남성 멸균 균성 라인의 기본 피노티픽 특성화는 쌀 남성 생식 기관의 현미경 관찰에 의해 수행되었으며, 요오드 칼륨 요오드 (I₂-KI)에 의한 꽃가루 생존 가능성 분석에 의해 개발 중인 멸균의 반 박형 단면화를 염색하였다.

서론

쌀은 특히 개발도상국에서 가장 중요한 식품 작물이며, 전 세계 인구의 절반 이상을 위한 주식 식품입니다. 전체적으로 쌀알에 대한 수요가 증가하고 있으며 2030년까지 50%, 2050년^1,^2에100% 증가할 것으로 예상됩니다.¹ 쌀 수율의 향후 개선은 쌀을 단장 식물 연구를위한 훌륭한 모델로 만드는 다양한 분자 및 유전 자원을 활용해야합니다. 여기에는 효율적인 변환 시스템, 고급 분자 맵 및 표현된 시퀀스 태그의 공개적으로 액세스할 수 있는 데이터베이스가 포함되며, 이는 수년 동안 생성된^3,^,^4. 작물 수확량을 개선하기 위한 한 가지 전략은 하이브리드 종자 생산^5이며,그 중 핵심 요소는 남성 다산을 조작하는 기능입니다. 시리얼 작물에서 남성 다산의 분자 제어를 이해 하이브리드 종자 생산을 개선 하 고 작물 생산성 향상 을 위해 실용적인 기술로 주요 지식을 번역 하는 데 도움이 될 수 있습니다^6,^,^7.