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科技创新进展:利用基因开关系统控制Bt基因在水稻中的表达 
作者:改良中心
来源:中国水稻研究所
发布时间:2017-11-20

11月6日,《Scientific Reports》在线发表了由我所和浙江大学合作完成的“Application of Cre-lox gene switch to limit the Cry expression in rice green tissues”的研究论文。该研究通过开发一套基因开关系统,实现外源基因表达的可控性。该系统不仅有助于提高目标性状的功能效率,同时有效减少外源基因暴露,避免外源蛋白在非绿色组织中表达,从而提高转基因作物的安全性。

目前许多转基因作物已经在生产上大面积应用,然而转基因作物的安全性一直引起人们的诸多争议,尤其转基因作物的食用安全。该研究利用Cre-loxP重组酶系统设计了一套“锁匙”基因开关系统,其中锁是用Nos终止子锁定目标基因表达,且该终止子两侧含有loxP位点,钥匙是绿色组织特异表达启动子rbcS驱动的核定位Cre重组酶。锁和钥匙分别被转入不同的水稻亲本中。当两个水稻亲本杂交后,作为钥匙的Cre重组酶切割loxP位点,Nos终止子被切除,在绿色组织中的目标基因被解锁从而能有效表达,在非绿色组织中的目标基因仍被锁定,无法表达。研究人员分别利用eYFP基因和Bt基因作为目标基因进行系统验证,结果表明:Cre重组酶存在于叶、鞘、茎和颖片等绿色组织中,但不存在根中;在通过锁匙亲本杂交获得Bt植株的绿色组织中可以检测到Bt蛋白,其植株具有高抗二化螟和稻纵卷叶螟能力,但其种子中没有Bt蛋白。

该研究得到国家自然科学基金和国家转基因重大专项的资助。我所罗炬研究员和浙江大学陈浩博士为论文共同第一作者,我所胡培松研究员和浙江大学凃巨民教授为共同通讯作者。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41598-017-14679-0.pdf

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