CRISPRCas系统介导的基因编辑技术及其在农作物研究中的应用涂万富.pdfVIP

基因组学与应用生物学，2016 年， 第6 期，第1539-1545页 第35 卷， Genomics and Applied Biology, 2016, Vol.35, No.6, 1539-1545 评述与展望 Review and Progress CRISPR/Cas 系统介导的基因组定点编辑技术及其在农作物研究中的应用 1 2 3 1 13* 涂万富 段真珍 张志麒 何正权 姚伟 , 1 三峡大学生物技术研究中心, 宜昌, 443002; 2 广西大学农学院, 南宁, 530004; 3 湖北神农架大九湖国家湿地公园管理局, 神农架, 442417 * 通讯作者, yaoweimail@163.com 摘 要 通过序列特异性核酸酶(SSNs)对植物基因组进行定点编辑是一个基因功能验证和作物性状遗传改 良的有效工具。近年来，基于CRISPR/Cas 系统的基因组编辑技术成为SSNs 又一强有力的工具，该技术发展 迅速并得到广泛应用，已经改变了作物生物技术研究现状。该系统通过合成单一引导的RNA (sgRNA)来指 导Cas9 核酸酶去剪切靶标DNA 序列，完成基因组的定点编辑。与以前的SSNs 相比，CRISPR 技术更加简单 实用，而且花费相对更低。为了更好地利用该技术在作物中开展相关的研究，本综述中我们详细介绍了 CRISPR/Cas 系统的基本结构特征和分子作用机制，总结和探讨了该技术在农作物基因组研究中的应用，并 对基因组编辑技术在农业基因工程上的应用进行了展望。 关键词 CRISPR/Cas 系统, Cas9 蛋白, sgRNA, 农作物 Targeted Genome Editing Technique via CRISPR/Cas9 System and Its Application in Crops Tu Wanfu 1 Duan Zhenzhen 2 Zhang Zhiqi 3 He Zhengquan 1 Yao Wei 1,3* 1 Biotechnology Research Center, China Three Gorges University, Yichang, 443002; 2 Department of Agriculture, Guangxi University, Nanning, 530004; 3 Administration of Dajiuhu National Wetland Park of Shennongjia, Shennongjia, 442417 * Corresponding author, yaoweimail@163.com DOI: 10.13417/j.gab.035.001539 Abstract Using sequence-specific nucleases (SSNs) to targeted genome modification (TGM) is a powerful tool for verifying gene function and improving crop traits. Recently, based on the clustered regularly inter spaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated (Cas) system of the genome editing technology has become a new member of the SSNs family, which has rapidly developed and widely used, as well as changed current status of biotechnology research in crops. This system relies on a synthetic single guided RNA (sgRNA) to direct the Cas9 nuclease to cleave the target DNA sequence so that it can complete genomic site editing. Comparing to the previous SS