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水稻、小麦基因组定向编辑育种技术体系的建立及应用

水稻、小麦基因组定向编辑育种技术体系的建立及应用
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  • 批准号:31420103912
  • 批准年度: 2014年
  • 学科分类:作物遗传育种学(C1305) |
  • 项目负责人:高彩霞
  • 负责人职称:研究员
  • 依托单位:中国科学院遗传与发育生物学研究所
  • 资助金额:283万元
  • 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
  • 研究期限:2015年01月01日 至 2019年12月31日
  • 中文关键词: 基因组;定向;编辑;育种;建立
  • 英文关键词:genome editing;sequence-specific nucleases;new plant breeding techniques;rice;wheat

项目摘要

中文摘要

序列特异核酸酶研究的重大突破,极大促进了基因组定向编辑技术在作物育种中应用的可行性。本研究拟通过国内外在植物基因组定向编辑研究领域具有领先地位的两个实验室的紧密合作,在重要农作物水稻和小麦上开拓遗传性状改良育种新方法,加速推动基因组定向编辑技术在农业生产中的应用。本课题主要进行三方面的研究:1.优化CRISPR/Cas9系统、利用双生病毒(Germinivirus)提高同源重组效率等的研究,建立高效水稻、小麦基因组定向编辑技术体系。2.探索建立在水稻和小麦中实现无转基因痕迹的,生物安全基因组编辑技术,为水稻和小麦提供新的育种思路和关键技术。3.利用基因组定向编辑育种技术,创制生物安全的抗除草剂水稻和乳糜泻病人专用小麦优良新品种。本研究将深化植物基因组定向编辑技术,为水稻和小麦新品种的创制提供一个高效的,安全的手段和保障。

英文摘要

Recent advances in genome engineering make it possible to precisely alter DNA sequences in living cells, providing unprecedented control over a plant’s genetic material. Potential future crops derived through genome engineering include those that better withstand pests, that have enhanced nutritional value, and that are able to grow on marginal lands. In many instances, crops with such traits will be created by altering only a few nucleotides among the billions that comprise plant genomes. In this project, we will optimize the CRISPR/Cas9 system by testing Cas9 nickases for their ability to stimulate homologous recombination and perhaps overcome the off-target effects associated with the current CRISPR/Cas9 double-stranded nucleases. Protocols will also be developed to modify multiple genes simultaneously. We will develop germiniviruses –plant DNA viruses – as vectors for gene targeting in monocot. Finally, we will create new genetic variation, i.e. glyphosate resistant rice and gluten-free wheat, through genome editing strategies. We will further assess the possibilities for creating other novel crop varieties with sequence-specific nucleases. This study will provide insights into the ability to control the type of genetic variation introduced into crop plants and the potentials to deploy new biotechnologies for crop improvement.

评估说明

    国家自然科学基金项目“水稻、小麦基因组定向编辑育种技术体系的建立及应用”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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