利用 CRISPR/Cas9 技术定向编辑水稻 OsIQD1 基因

【目的】植物特异性 IQD 家族蛋白质是一类植物特有的钙调素结合靶蛋白，在植物的生物防御和发育调节中发挥重要作用。前期酵母双杂筛选试验表明，Pik-H4 与 OsIQD1 存在互作关系，为进一步揭示 OsIQD1 在水稻抗稻瘟病中的生物学功能，利用 CRISPR/Cas9 编辑技术对 OsIQD1 基因进行定点编辑。【方法】通过序列比对获得水稻 OsIQD1。在 OsIQD1 第 1 外显子和第 5 外显子（DUF4005 结构域）区域设计 2个 20 bp 的编辑靶点，将 2 个靶点核苷酸片段克隆至 pRGEB32 载体，获得 pRGEB32-OsIQD1-gRNA 载体，利用农杆菌介导法转化水稻 Pik-H4 NIL 愈伤组织，经再生培养、潮霉素检测获得转基因阳性植株，并对 T0 代转基因植株靶点区域序列进行 PCR 和测序，分析 osiqd1 的突变类型。【结果】转基因再生植株经过对抗潮霉素基因HPT Ⅱ的 PCR 鉴定，获得 30 株阳性株系。对 T0 代植株靶点附近序列的测序结果表明，OsIQD1 基因被成功编辑，两个位点的编辑效率分别为 21.67% 和 26.67%，其中，靶点 2 区域有 1 个纯合突变株系。【结论】研究结果为进一步利用 osiqd1 突变体开展其参与钙离子 / 钙调素信号转导通路的机制研究提供了遗传材料，初步推定OsIQD1 参与植物的基础免疫反应。

Targeted Editing of OsIDQ1 Gene in Rice Based on CRISPR /Cas9 Technology