中文摘要
基因定点突变可在基因组原位改变基因特定序列,避免转基因中位置效应和插入失活。定点突变生物体不含转基因或标记基因,降低风险性。高等植物基因定点突变研究初见端倪,为基因原位功能研究、作物遗传改良和分子设计提供有效策略。利用锌指蛋白核酸酶(Zinc finger nucleases,ZFN)引入DNA断裂(double-strand break, DSB)可高效介导基因定点突变,使得ZFN在基因定点突变中倍受关注。本项目以番茄为受体植物,以番茄果实高色素合成关键基因HP1为靶基因,设计筛选合适的锌指蛋白,构建植物ZFN表达载体,通过非同源末端连接(NHEJ)进行基因定点突变。项目研究试图建立一种适合于蔬菜作物(番茄)的基因定点突变技术,通过对HP1不同位点突变分析其参与果实色素形成的关键位点,通过遗传分离获得不含转基因、仅有HP1部分位点突变的高色素番茄材料,具有重要的理论和实践意义。
结题摘要
基因定点突变可在基因组原位改变基因特定序列,避免转基因中位置效应和插入失活。定点突变生物体不含转基因或标记基因,降低风险性。高等植物基因定点突变研究初露端倪。利用锌指蛋白核酸酶(Zinc finger nucleases, ZFN)引入DNA 断裂(double-strand break, DSB)可介导基因定点突变。本项目以番茄为受体植物,以番茄果实高色素合成关键基因HP1为靶基因,设计筛选合适的锌指蛋白,构建植物ZFN 表达载体,通过非同源末端连接(NHEJ)进行基因定点突变。项目根据HP1基因的4个外显子分别设计7组三联体ZFN。筛选过程中,选择识别位点首位为G的锌指蛋白,提高结合能力。设计ZFP后构建至载体pDW1775中形成ZFN双价载体。通过农杆菌介导的番茄遗传转化,共获得转基因植株172株。通过PCR鉴定和测序,大部分识别序列两端发生序列变化。其中识别第14个外显子的载体657367-716877转化植株,目标位点两侧发生182 bp的丢失,2个碱基的替换(A→C;G→T),而与SGN基因组数据一致。本研究发现HP1基因可能存在多个等位突变。
