【科研動態(tài)】生命學(xué)院栗茂騰教授課題組利用CRISPR-Cas9實(shí)現(xiàn)對甘藍(lán)型油菜LPAT基因的功能解析
（通訊員 張凱）甘藍(lán)型油菜（Brassica napus）是最為重要的油料作物之一，研究其油脂合成與代謝對培育高含油量油菜品種具有重要意義。甘藍(lán)型油菜是由白菜和甘藍(lán)雜交進(jìn)而經(jīng)過染色體加倍而形成的異源四倍體，高效地敲除其所有基因拷貝對研究甘藍(lán)型油菜含油量基因調(diào)控具有重大意義。
溶血磷脂酸?；D(zhuǎn)移酶(lysophosphatidic acid acyltransferase, LPAT)作為肯尼迪途徑中的關(guān)鍵酶之一，對油脂合成具有重要調(diào)控作用。高效敲除LPAT所有拷貝對揭示其在油脂合成過程中的作用具有重要意義。 我院栗茂騰教授課題組在生物能源領(lǐng)域頂級雜志Biotechnology for Biofuels發(fā)表了標(biāo)題為Effective editing for lysophosphatidic acid acyltransferase 2/5 in allotetraploid rapeseed (Brassica napus L.) using CRISPR-Cas9 system的研究論文。文章鏈接為：https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13068-019-1567-8。
該論文針對具有7個拷貝的BnLPAT2和具有4個拷貝的BnLPAT5的保守基因編碼區(qū)分別設(shè)計了3個和1個gRNA靶點(diǎn)，并分別構(gòu)建成4個單靶點(diǎn)載體和2個多靶點(diǎn)載體。轉(zhuǎn)基因后代序列分析發(fā)現(xiàn)：BnLPAT2基因所對應(yīng)的7個拷貝和BnLPAT5基因所對應(yīng)的4個拷貝都發(fā)生了突變，并且其潛在的脫靶位點(diǎn)上均沒有檢測到脫靶現(xiàn)象?；蚯贸霓D(zhuǎn)基因后代表型發(fā)生了明顯變化，Bnlpat2和Bnlpat5突變株的成熟種子和野生型相比，種子出現(xiàn)了明顯干癟，含油量明顯下降；透射電鏡觀察表明Bnlpat2、Bnlpat5及Bnlpat2/Bnlpat5突變株系種子的油體數(shù)量明顯變少，且部分株系中出現(xiàn)了超大油體。含油量分析表明：單靶點(diǎn)敲除Bnlpat2突變系中含油量平均下降了32%，Bnlpat5突變系平均下降了29%，同時敲除LPAT2/LPAT5的多靶點(diǎn)突變系含油量下降了39%。本研究對于甘藍(lán)型油菜等多倍體植物的基因功能研究具有借鑒作用。
本論文通訊作者為栗茂騰教授，第一作者為生命學(xué)院博士生張凱，來自華中科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項(xiàng)目小組成員也參加了相關(guān)研究工作。本研究得到國家自然科學(xué)基金（31671721）、國家基礎(chǔ)研究計劃（2015CB150205）等項(xiàng)目的資助。
栗茂騰教授課題組長期從事油菜分子生物學(xué)研究，在甘藍(lán)型油菜含油量性狀的基因定位、基因克隆、基因編輯及分子設(shè)計育種等方面開展了系列工作。近五年，在Plant Biotechnology Journal, Theoretical and Applied Genetics, BMC genomics, Journal of Proteome Research等期刊發(fā)表SCI論文40余篇，其中多篇論文為ESI高被引論文和期刊TOP論文，受到國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。
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