大葱ALS基因的克隆及其CRISPR/Cas9载体的构建

摘要

大葱(Allium fistulosum L., 2n=16)的生长周期长,杂草发生较为严重,目前针对大葱还没有安全有效的除草剂。作物ALS (Acetolactate synthetase)基因发生的氨基酸突变可能是导致其对ALS抑制剂类除草剂产生抗性的重要原因之一。本研究克隆了大葱的乙酰乳酸合成酶基因ALS,并对其进行了生物信息学分析;同时采用CRISPR/Cas9编辑技术,构建了表达载体。结果表明,ALS基因的长度为1 953 bp,编码650个氨基酸,并且基因中无内含子;其晶体结构包含二聚体,与酵母等大多数真核生物的晶体结构类似,并且包含有3个完整的结构域TPP enzyme N、TPP enzyme M、TPP enzyme C;系统进化树分析表明大葱除与天门冬科的芦笋有较近的亲缘关系,与其它物种差异相对较大。本研究为培育抗除草剂大葱提供理论指导。