中国农业大学食品科学与营养工程学院
博士、教授、博士生导师,中国农业大学食品科学与营养工程学院。2008年7月毕业于中国农业大学食品科学专业,获工学博士学位;2008年8月至2013年1月,美国Texas A&M University和Texas Tech University博士后。从事果蔬采后贮藏与品质调控方面的教学和科研工作,重点研究果实成熟与品质的调控机制。先后主持国家优秀青年科学基金项目1 项,国家重大研究计划培养项目1 项,国家自然科学基金面上项目2 项,国家重点研发计划课题1 项。以第一作者或通信作者先后在《Cell》、《Nature Structural & Molecular Biology》、《Journal of Experimental Botany》、《Plant Biotechnology Journal》、《Plant Physiology》及《The Plant Journal》等杂志上发表论文29 篇(含ESI高引论文1 篇)。担任中国园艺学会釆后科学技术分会副秘书长。
报告题目
多重CRISPR/Cas9基因组编辑系统是提高水果营养品质的有力工具
摘 要
营养成分在人类饮食中的积极作用已经引发了人们多次利用工程手段提高食物中营养质量的尝试。近年来,Ⅱ型CRISPR基因编辑系统已成为一种广泛应用的、特异性强的突变技术,可以在包括模式植物和微生物在内的多种物种中进行定点突变。然而,很少有研究报道通过CRISPR系统控制代谢途径来提高植物源食品的营养品质。在这里,我们通过5 个关键基因的多重pYLCRISPR/Cas9系统操纵番茄中的γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的合成代谢。在单次转化中获得53 株基因组编辑植株,从单个基因突变(单突)覆盖到4 个基因同时突变(四突)。番茄叶片和果实中GABA的积累均显着增强,四突的叶片GABA含量比野生型高19 倍。此外,我们一方面利用pYLCRISPR/Cas9多重编辑技术促进番茄红素的生物合成,另一方面同时抑制了番茄红素向β-、α-胡萝卜素的转化。通过CRISPR/Cas9介导的类胡萝卜素代谢途径基因表达的调控,基因组编辑番茄果实中番茄红素的含量提高了约5.1 倍,为富含番茄红素的番茄栽培奠定了技术基础。我们的结果表明,CRISPR/Cas9是一种强大的位点基因组编辑技术,可以同时在多个感兴趣的基因中实现高效的目标突变。同时,我们还评价了脱靶效应,在CRISPR/Cas9介导的番茄基因编辑中,脱靶的突变发生率很低。综上所述,我们的研究结果表明,CRISPR/Cas9多重基因组编辑是显着提高番茄果实营养价值的有力工具,具有高效、脱靶少、遗传稳定等优点。