分子生物学课程论文--以CRISPRCas9系统为基础的植物基因编辑技术

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1、以CRISPR/Cas9系统为基础的植物基因编辑技术学生姓名：刘翠翠学号：21407052专业：遗传学2班15以CRISPR/Cas9系统为基础的植物基因编辑技术刘翠翠摘要基因编辑是指对基因组中的一段特异的靶DNA序列，通过碱基的增添、删除或者替代，从而改变这段DNA序列的一种技术。人工设计的核酸酶，锌指核酸酶(zinc-fingernucleases,ZFNs),转录因子样效应核酸酶(transcriptionactivator–likeeffectornucleases,TALENS)以及CRISPR(c

2、lusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats)/Cas(CRISPR-associatedprotein)系统这三种基因编辑工具在多种物种中被广泛应用，其中包括植物。近来发展起来的CRISPR/Cas系统与ZFNs、TALENs相比，看似效率更高，并且消耗的时间更短。该系统运用一个RNA介导的核酸内切酶Cas9，使DNA产生双链断裂(double-strandbreak,DSB)。Cas9作用产生的双链断裂，通过细胞内的DNA修复机制—同源重组或者非同

3、源末端的连接进行修复，在此过程中极易产生基因突变，从而达到基因修饰的目的。在这篇文章中，我们对CRISPR/Cas系统进行了全面详细的介绍，以及它在不同生物体特别是植物中的应用。最近的调查显示CRISPR/Cas系统最为一种非常有前景的基因编辑工具，在植物的定点基因修饰中被广泛应用。相信在不久的将来，CRISPR/Cas系统在植物功能基因的研究中会得到研究者更多的青睐，并且对提高作物的产量也会有极大的帮助。关键词：CRISPR/Cas9系统，基因编辑，CRISPRi，脱靶TheCRISPR–Cassystem

4、forplantgenomeeditingLiucuicuiAbstractGenomeeditingisanapproachinwhichaspecifictargetDNAsequenceofthegenomeisalteredbyadding,removing,orreplacingDNAbases.Artificiallyengineeredhybridenzymes,zinc-fingernucleases(ZFNs),andtranscriptionactivator-likeeffectornu

5、cleases(TALENs),andtheCRISPR(clusteredregularly15interspacedshortpalindromicrepeats)–Cas(CRISPR-associatedprotein)systemarebeingusedforgenomeeditinginvariousorganismsincludingplants.TheCRISPR–Cassystemhasbeendevelopedmostrecentlyandseemstobemoreefficientand

6、lesstime-consumingcomparedwithZFNsorTALENs.ThissystememploysanRNA-guidednuclease,Cas9,toinducedouble-strandbreaks.TheCas9-mediatedbreaksarerepairedbycellularDNArepairmechanismsandmediategene/genomemodifications.Here,weprovideadetailedoverviewoftheCRISPR–Cas

7、systemanditsadoptionindifferentorganisms,especiallyplants,forvariousapplications.ImportantconsiderationsandfutureopportunitiesfordeploymentoftheCRISPR–Cassysteminplantsfornumerousapplicationsarealsodiscussed.Recentinvestigationshaverevealedtheimplicationsof

8、theCRISPR–Cassystemasapromisingtoolfortargetedgeneticmodificationsinplants.Thistechnologyislikelytobemorecommonlyadoptedinplantfunctionalgenomicsstudiesandcropimprovementinthenearfuture.Keywords:CRISPR