Sàng lọc và tuyển chọn một số dòng lúa chỉnh sửa gen GS3 bằng CRISPR/Cas9

Chỉ số đề mục

Lĩnh vực nghiên cứu

Khoa học nông nghiệp

Dạng tài liệu

BB

Tác giả

Nguyễn Tiến Dũng*, Trương Thanh Tùng, Đào Minh Lệ, Nguyễn Đức Huy, Lã Văn Hiền, Bùi Tri Thức, Nguyễn Xuân Vũ, Ngô Xuân Bình, Ngô Xuân Bình, Cao Lệ Quyên⁽¹⁾

Nhan đề

Sàng lọc và tuyển chọn một số dòng lúa chỉnh sửa gen GS3 bằng CRISPR/Cas9

Nhan đề tiếng anh

Screening and detecting GS3 mutant-rice lines generated by CRISPR/Cas9 technology

Nguồn trích

Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam - B

Năm xuất bản

2022

Số

2B

Trang

60

ISSN

Từ khóa

Từ khóa tiếng anh

Tóm tắt

Kết quả sàng lọc 41 dòng lúa T0 chỉnh sửa gen GS3 ở giống Bắc Thơm 7 bằng PCR thu được 38 dòng mang đoạn gen mã hóa protein Cas9. Phân tích đột biến, xác định được dòng D1 và D25 mất 2 nucleotides T, C ở vị trí 127 và 128 so với trình tự ban đầu. Các dòng đột biến có kích thước hạt dao động đáng kể (dài 0,68-0,97 cm, rộng 0,21-0,27 cm), trong đó 15 dòng có kích thước hạt lớn hơn (0,86-0,97 cm) và 4 dòng có kích thước nhỏ hơn so với đối chứng. Khối lượng 1.000 hạt của các dòng dao động từ 13,6 đến 22,6 g. Trong đó, 10 dòng có khối lượng 1.000 hạt cao hơn (19,22-22,6 g) so với đối chứng (17,9 g). Kết quả này bước đầu cho thấy, đột biến gen GS3 đã làm tăng kích thước hạt ở giống lúa Bắc Thơm 7. Tuy nhiên, cần có thêm các phân tích chức năng đột biến ở các dòng khác nhau cũng như đánh giá các đặc điểm nông sinh học khác của các dòng lúa có triển vọng trên.

Tóm tắt tiếng anh

Screening 41 GS3 putative-edited T0 rice lines of Bac Thom 7 cultivar by PCR, obtained 38 lines carrying the gene encoding Cas9 protein. Sequencing analysis identified two lines D1 and D25, having two nucleotides T, C deleted at positions 127 and 128 as compared to the original sequence. The target mutant lines expressed a significant variation in grain size, from 0.68 to 0.97 cm in length and 0.21 to 0.27 cm in width, of which 15 lines exhibited their larger grain size (from 0.86 to 0.97 cm), and 4 lines were smaller than the control. The 1,000-grain weight ranged from 13.6 to 22.6 g. In which, ten lines showed a higher 1,000-grain weight of 19.22- 22.6 g than the control of 17.9 g. This indicated that GS3 gene mutation has increased grain size in Bac Thom 7 cultivar. However, there is still a need to further analyse the function of mutant lines as well as evaluate other agro-biological characteristics of these promising rice lines.

Kí hiệu kho

File toàn văn

Xem toàn văn

Tài liệu tham khảo

[1] X. Xu, et al. (2005), A protocol for high-throughput extraction of DNA f-rom rice leaves,Plant Molecular Biology Reporter
[2] Nguyễn Tiến Dũng và cs (2021), Kết quả bước đầu tạo dòng lúa tăng kích thước hạt bằng công nghệ chỉnh sửa hệ gen CRISPR/Cas9,Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
[3] H. Le, et al. (2020), CRISPR/Cas9-mediated knockout of galactinol synthase-encoding genes reduces raffinose family oligosacc-haride levels in soybean seeds,Frontiers in Plant Science
[4] B. Usman, et al. (2021), CRISPR/Cas9 guided mutagenesis of grain size 3 confers increased rice (Oryza sativa L.) grain length by regulating cysteine proteinase inhibitor and ubiquitin-related proteins,International Journal of Molecular Sciences
[5] Y. Chen, et al. (2020), Effects of GS3 and GL3.1 for grain size editing by CRISPR/Cas9 in rice,Rice Science
[6] R. Xu, et al. (2016), Rapid improvement of grain weight via highly efficient CRISPR/Cas9-mediated multiplex genome editing in rice,Journal of Genetics and Genomics
[7] M. Li, et al. (2016), Reassessment of the four yield-related genes Gn1a, DEP1, GS3, and IPA1 in rice using a CRISPR/Cas9 system,Frontiers in Plant Science
[8] H. Mao, et al. (2010), Linking differential domain functions of the GS3 protein to natural variation of grain size in rice,Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
[9] C. Fan, et al. (2006), GS3, a major QTL for grain length and weight and minor QTL for grain width and thickness in rice, encodes a putative transmembrane protein,Theoretical and Applied Genetics
[10] N. Li, et al. (2018), Control of grain size in rice,Plant Reproduction
[11] H. Zhang, et al. (2017), Genome editing - principles and applications for functional genomics research and crop improvement,Critical Reviews in Plant Sciences
[12] A. Ricroch, et al. (2017), Use of CRISPR systems in plant genome editing: toward new opportunities in agriculture,Emerging Topics in Life Sciences
[13] Nguyễn Trọng Phước và cs (2021), Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống lúa chịu mặn (Oryza sativa L.),Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
[14] Dương Xuân Tú và cs (2018), Ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa thơm kháng bệnh bạc lá cho các tỉnh phía Bắc,Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam B