李家洋研究组发表文章详细介绍野生稻遗传转化和基因组编辑的实验流程和方法

2022-11 Protocol for genome editing in wild allotetraploid rice Oryza alta 2.pdf

水稻是世界三大粮食作物之一，为全球一半以上的人口提供主食，是我国最重要的粮食作物。野生稻是水稻的近缘野生种，是水稻遗传改良和品种选育的基础资源。野生稻保留了大量的优质基因，具有生物量大、自带杂种优势、抗病虫能力强，对干旱、淹浸、寒冻、高温、极端天气和土壤盐碱性等不良环境的适应耐受性强等优势，对于水稻品种遗传改良和水稻高产稳产意义非凡。

植物遗传转化体系是进行基因组编辑遗传操作的基础，然而对于野生稻等许多野生植物而言，仍无法进行遗传转化或效率非常低，是阻碍对其资源进行利用的关键技术瓶颈。中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋团队前期为攻克创制多倍体水稻新作物的难题，首次建立了高效的四倍体野生稻组培再生与遗传转化体系及基因组编辑技术体系（Yu, et al., Cell, 2021）。为了进一步普及和促进该方法的使用， 2022年11月4日，李家洋团队在STAR Protocols杂志上发表了题为“Protocol for genome editing in wild allotetraploid rice Oryza alta”的方法学论文（DOI: 10.1016/j.xpro.2022.101789）。文章详细介绍了高秆野生稻Oryza alta的遗传转化与基因组编辑的具体方法，并以编辑控制种子大小的基因OaGS3为案例，详细介绍了sgRNA靶点的选择，载体的构建，愈伤的诱导与继代培养，农杆菌介导的遗传转化，阳性愈伤的筛选与分化，阳性苗的种植与鉴定等步骤。该方法的高秆野生稻Oryza alta遗传转化效率最高可达80%左右，并可以高效地获得野生稻基因组编辑的优异新种质材料，将极大的助力异源四倍体野生稻的从头驯化和基因功能研究。

遗传发育所李家洋研究组的博士研究生张静昆为论文的第一作者，孟祥兵高级工程师为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委、中国科学院战略性先导专项A和中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目的经费资助。