基于同源重组的 CRISPR 精准基因编辑技术 及其在农作物育种中的应用

随着 CRISPR 基因编辑技术的出现,几乎在任何动植物细胞基因组的特定目标位点,DNA 大片段 的“无缝”插入或替换,均可在 CRISPR 核酸酶产生双链切口后,在供体 DNA 存在的情况下,诱导同源定向修 复来实现。目前,这种基于同源重组的 CRISPR 精准基因编辑在农作物基因功能分析和新技术育种中正发挥着 越来越重要的作用。围绕在植物细胞中高效实现同源重组介导的 CRISPR 精准编辑这一目标,简述 CRISPR 精 准编辑依赖的两种主要的基于同源重组的细胞修复机制,即合成依赖的链退火修复机制和非同源末端连接辅助 的单链退火修复机制;在此基础上,详述产生 DNA 双链切口并诱导同源重组定向修复的 CRISPR 核酸酶和供体 DNA/RNA,主要包括 Cas9/12 及其融合蛋白、sgRNA/crRNA 及其修饰物、供体 DNA/RNA 及其修饰物;进而总 结在植物遗传转化中为保障 DNA 双链切口和供体 DNA/RNA 发生的时空一致性以提高同源重组效率,而通常采 用的 CRISPR 组分及供体 DNA/RNA 细胞递送方式;最后从功能基因组学研究和农作物新技术育种等方面,展望 基于同源重组的 CRISPR 精准基因编辑技术的应用前景。     

基于Web of Science和CiteSpace的水稻育种研究热点与前沿分析

分析国内外水稻育种研究领域20年的相关科技文献,便于深入了解世界范围内水稻育种研究的现状、热点和前沿。以Web of Science核心合集数据库中2002-2021年水稻育种相关文献为数据源,运用EXCEL、CiteSpace及Incites分析工具对其进行发文数量、作者、机构、国家、关键词和文献共被引等分析。在检索范围内检索到水稻育种相关文献8 668篇;总的发文数量和总被引频次呈现明显增长趋势,其中中国发文量第1,美国发文量第2但中介中心性较高,影响力较大;研究机构分析显示,中国农业科学院发文数量最多,国际水稻研究所的国际影响力最大;国家及主要研究机构间的科研合作也较密切;总被引频次排名前3的作者是中国科学家钱前、李家洋和韩斌;发文量排名前3的期刊分别是Theoretical and Applied Genetics、Molecular Plant Breeding和PLoS ONE;近年的研究热点和前沿涵盖遗传多样性、基因编辑、产量和品质性状、病虫害(稻瘟病,白叶枯病,褐飞虱)、非生物胁迫(盐,干旱,温度)、雄性不育等多个方面。本研究为整体上认识、了解全球水稻育种研究的现状提供...