药用植物分子育种展望(4)

http://www.100md.com 2017年6月1日 《中国中药杂志》2017年第11期

     ZFN技术原理为，人工设计重组合成ZFN，导入到细胞中，通过锌指结构靶向特异性的DNA位点并结合，然后利用FokI核酸酶切割结构域剪切特定位点DNA，最后借助细胞内固有同源重组或非同源末端连接途径修复DNA缺口[70]，完成特定DNA序列的碱基突变、删除、插入和替换等编辑工作。除通过TALE重复序列中央结构域识别并结合特定DNA外，TALEN其他技术原理与ZFN技术类似。CRISPR/CAS9技术原理为，人工设计合成与特异DNA位点具有同源性的单链向导RNA(a singal guide RNA，sgRNA)，并构建sgRNA和CAS9蛋白质粒载体，通过体外表达后注入或转化宿主细胞体内表达的方式，使sgRNA和CAS9蛋白得以在细胞内结合形成特异识别切割复合体，然后切割复合体在sgRNA同源互补结合引导下靶向特异DNA位点，在CAS9蛋白作用下进行DNA双链剪切，最后也是借助细胞内固有同源重组或非同源末端连接途径修复DNA缺口，完成特定DNA序列的碱基突变、删除、插入和替换等编辑。CRISPR/Cpf1技术与CRISPR/CAS9技术原理类似，不同是所使用的核酸内切酶不一样。通过农杆菌和基因枪介导法，ZFN，TALEN和CRISPR/CAS技术都已被用于烟草、水稻、小麦、番茄、葡萄、甘蓝、苹果、甜橙等[71-79]众多作物产量、抗病、抗除草剂、品质、雄性不育、开花基因靶向突变、删除、插入和替换研究 ......