重点实验室在皱纹盘鲍基因编辑方面获得新进展

　　

        近日，中国科学院实验海洋生物学重点实验室在皱纹盘鲍基因组编辑研究方面取得新进展 ，相关研究成果发表在基因编辑技术专业期刊the CRISPR journal上。

基因编辑技术是水产新种质创制的重要工具。其中，由于CRISPR/Cas9 基因编辑技术具有设计简单、效率高、切割DNA 片段精准等优势，可为水产贝类精准育种提供新的途径，成为水产育种的研究热点。鲍鱼是我国重要的养殖贝类，具有较高的营养和经济价值。因此，在鲍鱼中研发简单方便、具有养殖场实操性的CRISPR/Cas9基因编辑体系，可解析鲍鱼重要经济性状的形成机制，促进鲍鱼种业创新。

基于显微注射的鲍鱼CRISPR/Cas9基因编辑流程

研究以皱纹盘鲍(Haliotis discus hanai)为研究对象，首先开发了一种简单、高效的显微注射方法，具养殖场环境下的操作可行性。在此基础上，利用前期研发的“长片段缺失镶嵌性突变技术”（Zhang L.,et al,2016,Nature Communications；Zhang L.,et al.,2017,PNAS），研究人员选用纤毛发育基因β-tubulin和眼点发育相关基因r-opsin作为靶基因，设计了高度特异性的sgRNA，在靶向基因检测中发现了多种长片段缺失，编辑效率约为25%。此外，利用原位杂交和行为学分析等表型检测手段，在幼虫中观察到纤毛发育的镶嵌型突变和感光能力下降。该研究在海洋经济贝类鲍鱼中建立了基于改良显微注射和长片段缺失镶嵌性突变的高效CRISPR/Cas9基因编辑平台，可为今后基于CRISPR/Cas9基因编辑技术在海洋贝类中开展基因功能研究提供有益参考，并为鲍鱼以及其他水产养殖物种的基因编辑育种提供有力工具。

鲍鱼基因编辑效率检测到约25%的效率

皱纹盘鲍β-tubulin基因敲除后基因型检测到长片段缺失

皱纹盘鲍β-tubulin基因敲除后导致纤毛发育的镶嵌型突变

中国科学院海洋研究所为论文第一完成单位，论文通讯作者为张琳琳研究员和吴富村副研究员，共同第一作者为硕士生李若晖、科研财务助理许悦和吴富村副研究员。研究得到国家重点研发计划项目、中国科学院战略性先导科技专项和山东省重点研发计划（农业良种工程）等项目联合资助。

相关成果如下：

1. Li,R.#,Xu,Y.#,Wu,F.#*,Peng,Z.,Chan,J.,Zhang,L.*(2024). Easy-to-Use CRISPR-Cas9 Genome Editing in the Cultured Pacific Abalone (?Haliotis discus hannai). the CRISPR Journal,7(1):41-52.

doi: 10.1089/crispr.2023.0070.

2.Chan,J.#,Zhang,W.#,Xu,Y.,Xue,Y. & Zhang,L.*?(2022). Electroporation-based CRISPR/Cas9 mosaic mutagenesis of?β-tubulin?in the cultured oyster.?Frontiers in Marine Science,9: 912409.?doi: 10.3389/fmars.2022.912409.?

3.张琳琳，许悦，张韦，产久林。快速获得基因型和表型突变的CRISPR/Cas9基因敲除方法及应用，CN 114703174 B，2023。

4.张琳琳，张韦，许悦，产久林。长牡蛎β-tubulin基因的电穿孔基因编辑方法及应用，2023，CN 114703231 B。

5.张琳琳，许悦，吴富村。一种皱纹盘鲍CRISPR/Cas9基因编辑的方法，2023，CN 113862304 B。

6.Zhang,L.,Mazo-Vargas,A. & Reed R.* (2017). A single master regulatory gene coordinates the evolution and development of butterfly color and iridescence. Proceedings of the National Academy of the USA,?114(40):10707-12.

7.Zhang,L. & Reed R.D.* (2016). Genome editing in butterflies reveals that?spalt?promotes and?Distal-less?represses eyespot colour patterns. Nature Communications,7,11769.??