本 报 讯 近 日，海 洋 生 命 学 院 藻 类生 物 技 术 与 遗 传 育 种 实 验 室 隋 正 红 教授 团 队 在 龙 须 菜 基 因 编 辑 体 系 构 建 方向 取 得 重 要 进 展，研 究 成 果“CRISPR/LbCas12a-mediated targeted mutation of Gracilariopsis lemaneiformis （CRISPR / LbCas12a 介 导 的 龙 须 菜 靶 基 因 突变）”在线发表于植物学知名期刊 Plant Biotechnology Journal。博士研究生张敬宇、吴琼和 Morgane Eléou?t 为论文的共同第一作者，隋正红教授和胡依依博士为共同通讯作者。
文章首次报道了在红藻龙须菜中基于 CRISPR / LbCas12a 基因编辑系统实现目标基因的突变，制定了通过基因枪转化 Cas12a 蛋白与 gRNA 复合体的方案，大大简化了实验流程，为龙须菜的基因功能研究提供了重要的技术手段，对遗传育种具有重要意义。
该研究首先针对龙须菜的一种胞外碳酸酐酶基因设计了 6 个靶位点，并在体外验证了针对这 6 个靶位点的 gRNA效 率。 在 这 6 个 靶 位 点 中 挑 选 了 两 个效 率 最 高 的 gRNA，并 将 它 们 分 别 与LbCas12a 蛋白孵育形成蛋白质核酸复合体（RNP），使用基因枪分别将各 RNP 轰击转化进龙须菜藻尖中。培养 5 天后，PCR 扩增碳酸酐酶基因，通过单链构象多态性分析（SSCP）将疑似突变的片段富集后进行单克隆测序，检测到了发生在靶位点附近的碱基替换结果。为了能够直观地区分转化细胞和正常细胞，该研究又选择了藻红蛋白的 γ 亚基作为靶基因。针对每一个藻红蛋白的 γ 亚基基因，分别设计了两个靶位点并进行体外效率验证。将所有靶位点中效率最高的一个 gRNA与 Cas12a 蛋白转化进入到龙须菜藻尖中。5 天后，在荧光显微镜下观察到了龙须菜藻体表面转化细胞的自发荧光发生改变，形成了区别于正常细胞的“色斑”。通过单克隆测序检测到了靶位点附近的碱基替换及靶位点上游的碱基插入和缺失。
相关工作得到了农业农村部、财政部国家藻类产业技术体系和国家自然科学基金项目的资助。
（王志刚）