利用CRISPR/Cas9双基因敲除系统初步解析大豆GmSnRK1.1和GmSnRK1.2对ABA及碱胁迫的响应

Preliminary analysis of the role of GmSnRK1.1 and GmSnRK1.2 in the ABA and alkaline stress response of the soybean using the CRISPR/Cas9-based gene double-knockout system

二维码有效期 120s

摘要蔗糖非发酵相关激酶(sucrose non-fermenting related protein kinases, SnRKs)是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr蛋白激酶,在植物的生长、发育、代谢和抗逆等方面具有重要调节作用.大豆( Glycine max L.)基因组中含有4个SnRK1同源基因,其中GmSnRK1.1和GmSnRK1.2为两个主要表达基因,可能参与大豆多种抗逆途径.为解析大豆GmSnRK1.1和GmSnRK1.2对ABA及碱胁迫的响应,本研究构建了双靶点CRISPR载体定向敲除GmSnRK1.1和GmSnRK1.2基因,利用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)介导大豆遗传转化,获得双基因敲除突变体毛状根,经测序鉴定双基因突变率为48.6%;同时,利用实验室前期构建的植物超量表达载体获得超量表达GmSnRK1基因大豆毛状根.经25 μmol/L ABA处理15 d,对照组和超量表达毛状根的生长受到明显抑制,其根长与根鲜重均显著低于双基因敲除突变体毛状根;经50 mmol/L NaHCO3处理15 d,对照组和双基因敲除突变体毛状根的生长受到明显抑制,其根长与根鲜重均显著低于超量表达毛状根.本研究建立的CRISPR/Cas9系统能够有效地对大豆进行GmSnRK1.1和GmSnRK1.2双基因敲除,基因敲除突变降低了植物对ABA的敏感性及对碱胁迫的耐性,研究结果初步说明SnRK1激酶在植物响应非生物胁迫中具有重要作用.

作者李慧卿 ^[1] 陈超 ^[1] 陈冉冉 ^[1] 宋雪薇 ^[1] 李佶娜 ^[1] 朱延明 ^[1] 丁晓东 ^[1] 学术成果认领

作者单位东北农业大学农业生物功能基因重点实验室,哈尔滨,150030 ^[1]

关键词大豆 CRISPR/Cas9 GmSnRK1.1 GmSnRK1.2 ABA信号碱胁迫 soybean CRISPR/Cas9 GmSnRK1.1 GmSnRK1.2 ABA signal alkaline resistance

主题词黄豆(Soybeans)碱类(Alkalies)植物(Plants)基因(Genes)突变(Mutation)

栏目名称 研究报告

DOI 10.16288/j.yczz.17-424

发布时间 2018-08-15

基金项目

国家自然科学基金项目 黑龙江省自然科学基金项目 东北农业大学人才项目资助[Supported by the National Natural Science Foundation of China(No. 31670272) , Heilongjiang Province Natural Science Foundation the Northeast Agricultural University Talent Project]