基因编辑CRISPR技术在海洋生物遗传育种的应用进展

基因编辑(gene editing)是生命科学领域目前应用最广泛的技术之一,以其对生物内源基因改变的精确性极大地推动着生命科学的研究进程,而CRISPR技术则是目前适应范围最广、可靠性最高的一类基因编辑技术,与其他技术相比,该技术具有高效、简单等优点。CRISPR等基因编辑技术已在动植物遗传育种、生物医疗等领域广泛应用,其中在海洋生物中的应用也日渐增多。本文以基因编辑技术为切入点,综述了基因编辑技术的发展史、原理、应用过程,以及CRISPR技术在海洋生物遗传育种中的应用现状及发展前景,旨在为推动基因编辑技术在海洋生物资源保护与开发、遗传育种等领域的应用提供科学参考。     

CRISPR/Cas9基因组编辑技术的研究进展及其应用

随着测序技术的不断进步,获得了越来越多物种的全基因组序列。面对这些海量的基因组数据,基因定点编辑技术是高效捕获目标基因、迅速获得基因功能和应用信息的重要研究手段。CRISPR/Cas9是目前最有效的一种基因定点编辑技术。CRISPR/Cas9系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated)是广泛存在于细菌及古生菌中的,由细菌体长期进化而形成,能够降解入侵病毒或噬菌体DNA的适应性免疫系统。因此,对CRISPR/Cas9系统的发展、应用,以其在相关研究中的应用前景进行阐述显得尤为必要。     

CRISPR/Cas9系统研究进展

CRISPR/Cas9系统的发展彻底改变了人们编辑DNA序列和调控目标基因表达水平的能力,从而为生物体的精确基因组编辑提供了有力的工具。简化后的CRISPR/Cas9系统由两部分组成:Cas9蛋白和sgRNA。其作用原理为sgRNA通过自身的Cas9把手与Cas9蛋白形成Cas9-sgRNA复合体,Cas9-sgRNA复合体中sgRNA的碱基互补配对区序列与目标基因的靶序列通过碱基互补配对原则进行配对结合,Cas9利用自身的核酸内切酶活性对目标DNA序列进行切割。与传统的基因组编辑技术相比,CRISPR/Cas9系统具有几大明显的优势:易用性、简便性、低成本、可编程性以及可同时编辑多个基因。CRISPR/Cas9基因组编辑技术以及衍生出来的CRISPRi和CRISPRa基因表达调控技术已经广泛应用于多种真核和原核生物中。综述了CRISPR/Cas9系统的起源、作用机理、在生物体中的应用和其衍生出的技术,并概述了其脱靶效应和未来前景。     

基于专利的玉米生物育种技术景观分析

面对我国供求形势日趋严峻的粮食问题,加快生物育种技术研究成为解决问题的首选。基于德温特数据库,采用技术景观分析法,从专利权人合作景观、热点技术分布景观和技术主题景观等多个层面,对玉米生物育种技术领域的专利进行全景观分析。结果表明,目前全球玉米生物育种技术研究主要集中于玉米的品种特质转换、品种交叉、基因轨迹和转基因等,但在这些热点技术领域我国仍面临极大的挑战。     

研发动态

<正>基因组编辑技术取得新突破河北科技大学生物科学与工程学院副教授韩春雨带领团队研发出一种基因组编辑新技术Ng Ago-g DNA,打破了外国基因组编辑技术的专利垄断。相关文章发表在《自然·生物技术》上。目前,学界公认最先进的基因组编辑方法是CRISPR-Cas9,这种方法由美国麻省理工学院的华人科学家张峰等人拥有专利,能够实现对基因较为精准和高效的编辑,被认为是遗传研     

基于CRISPR/Cas9技术构建TRPV1基因敲除的CACO-2稳定细胞系

基于CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除人结直肠腺癌细胞Caco-2中的辣椒素受体基因TRPV1,构建TRPV1基因敲除的Caco-2稳定细胞系.使用CRISPR/Cas9在线靶点设计程序在TRPV1基因4个转录本的公共CDS区的第一个外显子DNA区域中设计一对gRNA,将gRNA构建到真核重组表达质粒的载体上,电转染待敲除细胞,经嘌呤毒素抗性筛选和基因测序获得敲除TRPV1基因的稳定细胞系.用Western Blot检测TRPV1基因蛋白表达量验证Caco-2中TRPV1基因的敲除效果,CCK-8检测TRPV1基因敲除细胞的生长曲线,与野生型细胞对比检测TRPV1基因敲除对细胞生长的影响.筛选出TRPV1基因敲除的CACO-2稳定细胞系,而且TRPV1基因敲除对Caco-2细胞生长无显著影响.基于CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建了TRPV1基因敲除的CACO-2稳定细胞系,为后续研究辣椒素对肠道脂类吸收影响的机理研究提供了有利的工具.     

浅析组织培养技术在甜菜种植中的应用

在甜菜育种工作中,积极应用组织培养技术,对提高甜菜育种质量具有重大的意义。创造甜菜新种质资源的途径有通过甜菜未授粉胚珠的培养,细胞杂交技术以及原生质体培养等等。通过组织培养技术在甜菜种植中的应用,可以拓宽杂交种的遗传基础,也能迅速生成甜菜纯合系,达到快速繁殖和保存种质的目标。本文重点来探析目前我国组织培养技术在甜菜育种、种植中的应用。     

QTL定位在作物遗传育种上的应用

研究作物数量性状遗传对农作物育种具有十分重要的意义 .在用遗传标记研究与质量性状连锁的同时 ,人们发现遗传标记也可以与数量性状基因建立连锁关系 ,同时确定数量基因的位置 .笔者主要介绍了数量性状位点 ( QTL)作图在基因定位、构建饱和的遗传图谱和利用分子标记辅助选择进行作物育种中的应用     

棘皮动物性别决定与分化研究进展

棘皮动物是重要的海洋渔业资源,中国现有棘皮动物500余种,其中海参和海胆均被誉为"海产八珍",具有极高的经济价值。大多数棘皮动物不存在明显的雌雄二态性,但在性腺色泽、免疫力、激素水平等层面却展现了性别差异,因此,针对棘皮动物性别决定及分化机制展开研究、实现单性群体养殖具有重要的理论和经济意义。本文综述了棘皮动物,尤其是经济棘皮动物(海参、海胆)的生殖对策、性别决定和性别分化遗传基础,并就棘皮动物性染色体的确定、性别连锁分子标记的开发应用、基因编辑技术应用及性激素诱导单性养殖等方面提出未来重点研究建议,以期推动经济棘皮动物性别控制育种工作进程。     

位点特异性重组系统及其在植物转基因研究中的应用

随着植物转基因研究的不断深入,对基因重组系统提出了新的要求。位点特异性重组系统具有高效、精确等的优点,在植物基因工程领域的应用越来越广泛。对常用的三类位点特异性重组系统的作用机制、优缺点及其应用进展进行了全面的综述,期望为植物转基因研究提供技术参考。对于目前研究较为热点的基因编辑技术CRISPR-Cas系统作了简要概述。