译:QinWang
年3月,Liu等人在Theplantcell杂志发表了题为“HighthroughputCRISPR/Cas9mutagenesisstreamlinestraitgeneidentificationinmaize”的研究论文。该研究发现大规模遗传定位与高通量靶向基因编辑技术的整合大大加速了玉米功能基因的挖掘。
背景:克隆影响复杂性状的功能基因是遗传学研究的重要领域之一。鉴定重要农艺经济性状相关的基因是作物遗传改良的关键。当前作物基因的克隆方法主要包括遗传定位分析与随机突变体的筛选鉴定。然而这两种方法即费时费力又不能通量化且缺乏靶向性。CRISPR/Cas9系统具有靶向性及特异性高、操作简单快捷、可高通量化等优势,已被广泛用于大规模突变体资源的创制。
问题:能否省去繁琐的精细定位,通过将高通量靶向基因编辑技术与众多已定位到的候选基因及其表型信息进行整合,从而批量高效地鉴定作物的功能基因?
发现:作者建立了一个适用于玉米的高通量基因编辑技术体系,其它复杂基因组的物种也能够借鉴。作者运用此方法对多个影响玉米不同农艺性状的候选基因进行了分析。这个方法除了能够共验证性状的遗传定位外,还能分析基因组区间以鉴定新基因、分析编辑的等位基因与自然突变的等位基因的表型差异、发现导致非预期性状改变的新基因,并能够克服基因冗余带来的问题。总之,基于先验知识的靶向基因编辑技术是鉴定功能基因的一个有效且高效的方法。
展望:新的高通量表型鉴定法、适用于多物种的高效转化法、sgRNA高效导入法等方法的创新将有助于未来大规模发掘功能基因以指导作物遗传改良。
Liu,etal.().HighthroughputCRISPR/Cas9mutagenesisstreamlinestraitgeneidentificationinmaize.PlantCell.