利用CRISPR/Cas13a编辑技术获得马铃薯抗PVX植株

为探究利用CRISPR/Cas13a系统获得抗马铃薯X病毒（potato virus X,PVX）马铃薯的可行性,通过设计靶向PVX中TGBp1基因的小向导RNA（small guide RNA,sgRNA）,构建CRISPR/Cas13a基因编辑载体,以马铃薯栽培种Désirée为受体材料进行稳定遗传转化,并通过机械摩擦接种法鉴定转基因植株对PVX的抗性。结果显示,成功构建了靶向PVX的PVX-Cas13a载体,并获得了表达Cas13a的转基因马铃薯植株,对其中3个高表达Cas13a的株系进行PVX抗性鉴定,发现在接种PVX 10~20 d后,转基因植株系统叶上无明显发病症状,且PVX积累量均显著低于未接种PVX对照。表明靶向PVX的CRISPR/Cas13a系统能够有效抑制该病毒的积累,这为马铃薯抗PVX育种提供了一条有效策略。     

茄科作物基因组内源病毒元件的分析鉴定

利用6个茄科物种的35个公开基因组数据进行了茄科基因组内源性病毒元件（endogenous viralelement,EVE）的挖掘。结果发现，主要来源于花椰菜花叶病毒科（Caulimoviridae）等共17种疑似的植物EVE。其中，烟草脉明病毒（tobacco vein clearing virus,TVCV）序列以大片段的形式普遍存于几乎所有收集的茄科植物基因组中，含量大约在0.01%～0.32%，片段平均长度范围为500～2 300 bp，序列数量范围为200～5 000条。以马铃薯DM1-3基因组为例分析这些TVCV内源序列的分布和组成，发现内源性TVCV序列在马铃薯DM 1-3的12条染色体上分散排布，平均每条染色体上有57条序列；这些内源病毒序列与TVCV基因组比对，虽然它们无法覆盖TVCV完整基因组序列，但是能够覆盖完整的编码区。进一步通过RT-PCR和原位杂交定位，验证了TVCV在马铃薯材料中的存在和分布。