甘蓝型油菜BnaGTR基因CRISPR/Cas9敲除载体的构建及基因编辑分析

摘要

硫苷是植物中抵抗生物胁迫危害的重要防御物质。硫苷转运蛋白属于硝酸盐转运蛋白/肽转运蛋白家族(NRT/NPF),是一类能转运以硫代葡萄糖苷为底物的跨膜运输蛋白。为探究甘蓝型油菜中占硫苷总量90%以上的脂肪族硫苷的转运,本研究以拟南芥中脂肪族硫苷转运蛋白AtGTR1和AtGTR2基因序列做参考,通过同源性比对筛选出4个甘蓝型油菜同源基因BnaGTR1.A、BnaGTR1.C、BnaGTR2.A和BnaGTR2.C。分别针对BnaGTR1和BnaGTR2基因预测跨膜功能区,选取相同的保守序列作为CRISPR/Cas9基因编辑系统的靶位点,成功构建pCAMBIA1300-BnaGTRs敲除载体。利用农杆菌介导的甘蓝型油菜下胚轴转化法,成功将敲除载体的表达框转入高硫苷的甘蓝型油菜品系GZ522;共获得转基因植株10株,其中成功发生编辑的3株,编辑效率为33.33%。这些结果为进一步探究甘蓝型油菜中脂肪族硫苷转运和相应的转运蛋白的功能提供了依据。