农业生物技术学报

作者：蔡明亮, 陈蓉, 黄小贞, 赵德刚

单位：1 贵州大学 生命科学学院,山地植物资源保护与种质创新省部共建教育部重点实验室,贵阳 550025; 2 贵州大学 茶学院 贵阳, 550025; 3 贵州省农业科学研究院,国家农业农村部DUS中心贵阳分中心,贵阳 550006

关键词：水稻,糖基转移酶,亚细胞定位,CRISPR/Cas9,潮霉素,

基金：国家转基因生物新品种培育重大专项(2016ZX08010003); 国家自然科学基金(31960615)

糖基转移酶(glycosyltransferase, GTs)在植物的生长发育和逆境胁迫中有重要作用。为了进一步挖掘和研究水稻(Oryza sativa)中新的糖基转移酶的生物学功能,本研究从前期构建的贵州地方稻种'平塘黑糯' (O. sativa ssp. japonica)低温响应转录组文库中,筛选并克隆了1个低温应答类糖基转移酶基因(cold-upregulated glycosyltransferase-like gene 1, OsCUGT1)。荧光定量PCR分析发现,OsCUGT1基因受到低温诱导表达。亚细胞定位结果显示其定位于叶绿体。序列比对结果表明,'平塘黑糯'中OsCUGT1基因与'日本晴'(O. sativa ssp. Nipponbare)相比,存在着多个碱基的差异。其中第511 bp的碱基发生了改变,由C变为A,碱基的改变造成了第170位氨基酸由赖氨酸(lysine, Q)变成了谷氨酰胺(glutamine, K)。对该基因序列进行多样性分析,发现该基因序列具有丰富的单核苷酸多态性,并在基因的外显子区域找到12个SNP位点。系统遗传进化树分析显示,OsCUGT1氨基酸序列在单子叶植物中较为保守。进一步利用CRISPR/Cas9基因组编辑系统,构建了OsCUGT1基因敲除载体。通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的愈伤转化、潮霉素筛选及测序分析,成功获得了OsCUGT1基因的定点编辑突变体。该研究结果为进一步明确OsCUGT1在水稻生长发育以及抗逆过程中的作用提供了研究材料和理论依据。

来源：2021年第1期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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