CN111518826A - 一种改善水稻耐逆性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善水稻耐逆性的方法。本发明提供了一种培育抗非生物胁迫的植物的方法,包括如下步骤:抑制出发植物中脱落酸8’‑羟化酶基因的表达,从而使植物对非生物胁迫的耐逆性增强。所述非生物胁迫为低温胁迫和/或盐胁迫和/或干旱胁迫。本发明对于以培育耐逆植物为目的的植物育种,特别是以培育耐逆植物为目的的水稻育种,具有重要的理论意义和实用价值。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种改善水稻耐逆性的方法。
背景技术
土壤盐碱化、干旱、低温等逆境胁迫已成为影响农业生产的严重问题,利用基因工程手段改良作物的耐逆能力,提高农作物和经济作物对逆境胁迫的适应能力是新品种培育亟需解决的关键问题和重大问题。近年来,人们从生理、生化、代谢、生态、以及遗传、进化等角度对植物响应逆境胁迫的机制进行了大量研究,积累了丰富的资料,特别是随着分子生物学的发展,人们能够在基因组成、表达调控及信号传导等分子水平上认识植物对逆境胁迫的耐逆性机理,为利用基因工程手段改良植物的抗胁迫性能开拓了新的途径。研究表明脱落酸ABA在植物的各种胁迫耐受过程中都发挥着积极而重要的作用,增强ABA的合成或过量表达ABA信号途径的正调控因子都能够显著增强植物的耐逆性。但以往的方法一般需要转入外源基因,而转基因植物在育种上是难以接受的,因此这也导致能够真正应用到生产上的基因少之又少。然而,由于植物耐逆性状的复杂性,采用传统的育种方法提高植物的耐逆性也越来越困难,这要求我们必须运用新的技术和新的思路来实现高效、快速、易接受、低风险的植物耐逆基因工程新手段。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善水稻耐逆性的方法。
本发明提供了一种培育抗非生物胁迫的植物的方法,包括如下步骤:抑制出发植物中脱落酸8’-羟化酶基因的表达,从而使植物对非生物胁迫的耐逆性增强。
“抑制出发植物中脱落酸8’-羟化酶基因的表达”是通过基因编辑实现的。
“抑制出发植物中脱落酸8’-羟化酶基因的表达”是通过CRISPR/Cas9系统实现的。所述CRISPR/Cas9系统中的sgRNA的靶序列如序列表的序列6所示。所述CRISPR/Cas9系统中的sgRNA如序列表的序列5所示。
“抑制出发植物中脱落酸8’-羟化酶基因的表达”是通过导入重组质粒实现的;所述重组质粒表达Cas9蛋白基因和特异sgRNA基因;所述特异sgRNA的靶序列如序列表的序列6所示。所述特异sgRNA如序列表的序列5所示。
本发明还保护一种制备转基因植物的方法,包括如下步骤:在出发植物中导入表达Cas9蛋白基因的DNA分子和表达特异sgRNA基因的DNA分子,得到对非生物胁迫的耐逆性增强的转基因植物。表达Cas9蛋白基因的DNA分子和表达特异sgRNA基因的DNA分子可存在于同一质粒中也可存在于不同质粒中。所述特异sgRNA的靶序列如序列表的序列6所示。所述特异sgRNA如序列表的序列5所示。所述方法还可包括如下步骤:将转基因植物自交获得不含有外源DNA片段且耐逆性增强的后代植株。
本发明还保护一种制备转基因植物的方法,包括如下步骤:在出发植物中导入特异质粒,得到对非生物胁迫的耐逆性增强的转基因植物;所述特异质粒表达Cas9蛋白基因和特异sgRNA基因;所述特异sgRNA的靶序列如序列表的序列6所示。所述特异sgRNA如序列表的序列5所示。所述方法还可包括如下步骤:将转基因植物自交获得不含有外源DNA片段且耐逆性增强的后代植株。
本发明还保护用于抑制脱落酸8’-羟化酶基因表达的物质在培育对非生物胁迫的耐逆性增强的植物中的应用。“抑制脱落酸8’-羟化酶基因表达的物质”可为通过基因编辑抑制脱落酸8’-羟化酶基因表达的物质。“抑制脱落酸8’-羟化酶基因表达的物质”可为通过CRISPR/Cas9系统抑制脱落酸8’-羟化酶基因表达的物质。所述CRISPR/Cas9系统中的sgRNA的靶序列如序列表的序列6所示。所述CRISPR/Cas9系统中的sgRNA如序列表的序列5所示。“抑制脱落酸8’-羟化酶基因表达的物质”可为表达Cas9蛋白基因的DNA分子和表达特异sgRNA基因的DNA分子。“抑制脱落酸8’-羟化酶基因表达的物质”可为特异质粒;所述特异质粒表达Cas9蛋白基因和特异sgRNA基因。所述特异sgRNA的靶序列如序列表的序列6所示。所述特异sgRNA如序列表的序列5所示。
本发明还保护一种培育对非生物胁迫的耐逆性增强的植物的方法,包括如下步骤:降低植物中脱落酸8’-羟化酶的含量和/或抑制植物中脱落酸8’-羟化酶的活性,从而使植物对非生物胁迫的耐逆性增强。
本发明还保护一种sgRNA,其靶序列如序列表的序列6所示。所述sgRNA如序列表的序列5所示。
本发明还保护所述sgRNA在制备对非生物胁迫的耐逆性增强的转基因植物中的应用。本发明还保护所述sgRNA的编码基因和Cas9蛋白的编码基因在制备对非生物胁迫的耐逆性增强的转基因植物中的应用。
以上任一所述脱落酸8’-羟化酶为ABA8ox1蛋白。
以上任一所述脱落酸8’-羟化酶为OsABA8ox1蛋白。
所述OsABA8ox1蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3):
(a1)序列表的序列1所示的蛋白质;
(a2)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质;
(a3)来源于水稻且与(a1)具有99%以上、95%以上、90%以上、85%以上或者80%以上同一性且具有相同功能的蛋白质。
所述脱落酸8’-羟化酶基因为如下(b1)或(b2)或(b3)或(b4):
(b1)编码区如序列表的序列2所示的DNA分子;
(b2)序列表的序列3所示的DNA分子;
(b3)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的DNA分子杂交且编码所述脱落酸8’-羟化酶的DNA分子;
(b4)来源于水稻且与(b1)或(b2)具有99%以上、95%以上、90%以上、85%以上或者80%以上同一性且编码所述脱落酸8’-羟化酶的DNA分子。
术语“同一性”指与天然核苷酸序列或氨基酸序列的序列相似性。“同一性”可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件,两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(%)表示,其可以用来评价相关序列之间的一致性。
以上任一所述植物为禾本科植物。
以上任一所述植物为水稻。
以上任一所述植物为粳稻,
以上任一所述植物为水稻中花10号。
以上任一所述非生物胁迫为低温胁迫和/或盐胁迫和/或干旱胁迫。
本发明的发明人发现,抑制水稻植株中脱落酸8’-羟化酶基因的表达后,植株的耐逆性增强,且其他重要农艺性状没有发生显著改变。本发明对于以培育耐逆植物为目的的植物育种,特别是以培育耐逆植物为目的的水稻育种,具有重要的理论意义和实用价值。
附图说明
图1为重组质粒pCRISPR-ABA8ox1的元件示意图。
图2为部分再生植株的PCR鉴定电泳图。
图3为osaba8ox1-1单株和osaba8ox1-3单株中靶序列及其周边序列。
图4为耐逆性鉴定中的照片。
图5为低温处理组的存活率结果。
图6为高盐处理组的存活率结果。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验,均设置三次重复实验,结果取平均值。
水稻品种中花10号,简称中花10号,用ZH10表示。记载中花10号的文献:李梅芳.水稻花培品种—中花10号,农业科技通讯,1998年第1期第26页)为一水稻品种。
CRISPR/Cas载体:杭州百格生物技术有限公司,产品目录号BGK03。
N6D2培养基:含300mg/L水解酪蛋白、500mg/L脯氨酸、500mg/L谷氨酰胺、30g/L蔗糖和2mg/L 2,4-D的固体MS培养基。
N6D2S1培养基:含25mg/L潮霉素和600mg/L头孢霉素的N6D2培养基。
N6D2S2培养基:含50mg/L潮霉素和300mg/L头孢霉素的N6D2培养基。
分化培养基A:含300mg/L水解酪蛋白、50mg/L潮霉素、1mg/L 6-BA、0.5mg/L KT、0.2mg/L ZT、0.25mg/L NAA、30g/L蔗糖和30g/L山梨醇的N6D2培养基。
分化培养基B:含300mg/L水解酪蛋白、50mg/L潮霉素、1mg/L 6-BA、0.5mg/L KT、0.2mg/L ZT、0.5mg/L NAA、30g/L蔗糖和20g/L山梨醇的N6D2培养基。
生根壮苗培养基:含1mg/L多效唑和0.5mg/L NAA的固体1/2MS培养基。
木村B培养液的配方见表1,pH值为5.8,溶剂为水。
表1
粳稻中,OsABA8ox1蛋白如序列表的序列1所示。粳稻cDNA中,OsABA8ox1基因的编码框如序列表的序列2所示。粳稻基因组DNA中,OsABA8ox1基因如序列表的序列3所示。
实施例、通过CAS9技术抑制OsABA8ox1基因从而增强水稻耐逆性
一、重组质粒的构建
1、合成单链DNA分子Ⅰ和单链DNA分子Ⅱ。
单链DNA分子Ⅰ:5’-TGTGTGGCATCCGCTCCTTGCTCGC-3’;
单链DNA分子Ⅱ:5’-AAACGCGAGCAAGGAGCGGATGCCA-3’。
2、将单链DNA分子Ⅰ和单链DNA分子Ⅱ进行退火,得到具有粘末端的双链DNA分子。
3、取步骤2得到的双链DNA分子,与CRISPR/Cas载体连接,得到重组质粒pCRISPR-ABA8ox1。
根据测序结果,对重组质粒pCRISPR-ABA8ox1进行结构描述如下:具有序列表的序列4所示的DNA分子,表达序列表的序列5所示的sgRNA。重组质粒pCRISPR-ABA8ox1的元件示意图见图1。sgRNA的靶序列为(序列表的序列6):GCATCCGCTCCTTGCTCGC。
二、制备转基因植株
1、将重组质粒pCRISPR-ABA8ox1导入根癌农杆菌EHA105,得到重组农杆菌。
2、取步骤1得到的重组农杆菌,对中花10号的成熟胚诱导的愈伤组织进行浸染,然后用含300mg/L头孢霉素的无菌水洗涤4-5遍,然后无菌滤纸吸干,然后转移至N6D2S1培养基上,培养2周。
3、完成步骤2后,取愈伤组织,转移到N6D2S2培养基上培养2周,然后转移到新的N6D2S2培养基上培养2周。
4、完成步骤3后,取生长旺盛的愈伤组织,转移到分化培养基A上培养7d,然后转移到分化培养基B上培养至长出再生苗。培养条件:12小时光照/12小时黑暗;光照强度为8000lux;光照时温度为28℃,黑暗时温度为25℃。
5、完成步骤4后,将再生苗转移到生根壮苗培养基上进行培养,待小苗长至10cm左右时,打开容器封口膜,炼苗2-3d,然后将小苗移入人工气候室栽培。
6、取步骤5得到的再生植株的叶片,进行OsABA8ox1基因突变的检测。
(1)提取叶片的基因组DNA。
(2)以步骤(1)得到的基因组DNA为模板,采用F1和R1组成的引物对进行PCR鉴定。F1和R1的靶序列位于CAS9基因,靶片段为338bp。PCR鉴定显示具有338bp扩增产物的再生植株即为转基因植株。
F1:GAAGAGGTCGTGAAGAAGATGAAG;
R1:TGGGCGTGGTGGTAGTTGT。
部分再生植株的PCR鉴定电泳图见图2,每个泳道代表1株再生植株。
(3)在步骤(2)的基础上,取转基因植株叶片的基因组DNA,采用F2和R2组成的引物对进行PCR扩增,然后将PCR扩增产物进行测序。F2和R2的靶序列位于OsABA8ox1基因中,包括sgRNA的靶序列。
F2:TTCAACAAGAAGCGGAACAAGT;
R2:GTGGGAAGAGGAGTTAGGCAGT。
从转基因植株中筛选到两个OsABA8ox1基因中发生突变的单株,osaba8ox1-1单株和osaba8ox1-3单株。osaba8ox1-1单株和osaba8ox1-3单株中,靶序列及其周边序列如图3所示。osaba8ox1-1单株中,两条染色体中OsABA8ox1基因发生的突变形式不同,一条染色体插入了一个核苷酸,另一条染色体中发生了若干核苷酸的突变,两条染色体中的OsABA8ox1基因均发生了移码。osaba8ox1-3单株中,只有一条染色体中OsABA8ox1基因发生了突变,发生突变的染色体中插入了一个核苷酸从而OsABA8ox1基因发生了移码。
7、将osaba8ox1-1单株自交,获得种子,将种子培育为植株,植株自交并收获种子,即为osaba8ox1-1单株的T2代种子。
8、将osaba8ox1-3单株自交并收获种子,即为T1代种子,T1代种子长成的植株为T1代植株。从T1代植株中筛选纯合型植株(取叶片,提取基因组DNA,采用F2和R2组成的引物对进行PCR扩增,PCR扩增产物进行测序;选择如下植株:两条染色体突变的形式相同,均插入了一个核苷酸),命名为osaba8ox1-3突变体。osaba8ox1-3突变体自交并收获种子,即为T2代种子。
三、耐逆性检测
供试种子:osaba8ox1-1单株的T2代种子、osaba8ox1-3突变体的T2代种子、中花10号的种子。光暗交替培养的参数:光照周期16h/8h,温度30℃,光照强度10000μmol/m2/s。进行三次重复试验,结果取平均值。
1、对照组:
(1)取供试种子24粒,装于牛皮纸袋中,28℃~30℃浸种48h。
(2)完成步骤(1)后,28℃~30℃催芽24h(催芽过程中需保持种子湿润),获得已催芽的种子。
(3)完成步骤(2)后,取96孔板,每孔剪去部分下缘,然后每孔放入1粒已催芽的种子(胚芽向上、胚根向下)。
(4)完成步骤(3)后,将所述96孔板(其上有已催芽的种子)置于盛有木村B培养液的塑料盒中并使已催芽的种子浸于培养液,光暗交替培养约3周,至幼苗生长至三叶期,然后继续培养。每隔7d更换新的木村B培养液。
(5)完成步骤(4)后,将所述96孔板(其上有水稻幼苗)置于盛有木村B培养液的塑料盒中并使根部完全浸于培养液,光暗交替培养25d。每隔7d更换新的木村B培养液。
观察水稻幼苗的生长状态。完成步骤(4)后拍照,作为对照组的处理前照片。完成步骤(5)后拍照,作为对照组的处理后照片。
正常生长条件下,osaba8ox1-1单株的T2植株、osaba8ox1-3突变体的T2植株的株高均略微小于中花10号植株,其他表型无显著差异。
2、低温处理组:
(1)取供试种子24粒,装于牛皮纸袋中,28℃~30℃浸种48h。
(2)完成步骤(1)后,28℃~30℃催芽24h(催芽过程中需保持种子湿润),获得已催芽的种子。
(3)完成步骤(2)后,取96孔板,每孔剪去部分下缘,然后每孔放入1粒已催芽的种子(胚芽向上、胚根向下)。
(4)完成步骤(3)后,将所述96孔板(其上有已催芽的种子)置于盛有木村B培养液的塑料盒中并使已催芽的种子浸于培养液,光暗交替培养约3周,至幼苗生长至三叶期。每隔7d更换新的木村B培养液。
(5)完成步骤(4)后,将所述96孔板(其上有生长至三叶期阶段的水稻幼苗)置于盛有含4℃恒温冷水的水浴锅中4.5天。
(6)完成步骤(5)后,将所述96孔板(其上有水稻幼苗)置于盛有木村B培养液的塑料盒中并使根部完全浸于培养液,光暗交替培养21d。每隔7d更换新的木村B培养液。
观察水稻幼苗的生长状态。完成步骤(4)后拍照,作为低温处理组处理前照片。完成步骤(6)后拍照,作为低温处理组的处理后照片。照片见图4。
完成步骤(6)后统计存活率。存活率=存活的水稻幼苗数/24×100%。存活率见图5。图5中,1对应中花10号植株,2对应osaba8ox1-1单株的T2植株,3对应osaba8ox1-3突变体的T2植株。
低温处理后,中花10号植株的存活率只有20%,osaba8ox1-1单株的T2植株的存活率达到了86%,osaba8ox1-3突变体的T2植株的存活率为40%。结果表明,抑制OsABA8ox1基因可以使植株的耐冷性显著提高。
3、高盐处理组:
同低温处理组的(1)至(4)。
(5)完成步骤(4)后,将所述96孔板(其上有生长至三叶期阶段的水稻幼苗)置于盛有含180mM NaCl的木村B培养液的塑料盒中并使根部完全浸于培养液,光暗交替培养10d。每隔2d更换新的含180mM NaCl的木村B培养液。
(6)完成步骤(5)后,将所述96孔板(其上有水稻幼苗)置于盛有木村B培养液的塑料盒中并使根部完全浸于木村B培养液,光暗交替培养14d。每隔7d更换新的木村B培养液。
观察水稻幼苗的生长状态。完成步骤(4)后拍照,作为高盐处理组处理前照片。完成步骤(6)后拍照,作为高盐处理组的处理后照片。照片见图4。
完成步骤(6)后统计存活率。存活率=存活的水稻幼苗数/24×100%。存活率见图6。图6中,1对应中花10号植株,2对应osaba8ox1-1单株的T2植株,3对应osaba8ox1-3突变体的T2植株。
高盐处理后,中花10号植株的存活率只有20%,osaba8ox1-1单株的T2植株的存活率达到了80%,osaba8ox1-3突变体的T2植株的存活率为50%。结果表明,抑制OsABA8ox1基因可以使植株的耐盐性显著提高。
4、干旱处理组:
同低温处理组的(1)至(4)。
(5)完成步骤(4)后,将所述96孔板(其上有生长至三叶期阶段的水稻幼苗)置于空气中自然干旱10h。
(6)完成步骤(5)后,将所述96孔板(其上有水稻幼苗)置于盛有木村B培养液的塑料盒中并使根部完全浸于培养液,光暗交替培养21d。每隔7d更换新的木村B培养液。
观察水稻幼苗的生长状态并统计存活率。存活率=存活的水稻幼苗数/24×100%。
干旱处理后,中花10号植株均无法恢复正常生长,存活率为0%,osaba8ox1-1单株的T2植株的存活率达到了17%,且均恢复了正常生长。结果表明,抑制OsABA8ox1基因可以使植株的耐旱性显著提高。
步骤三的结果表明,抑制水稻脱落酸8'-羟化酶OsABA8ox1基因表达能够增强水稻的耐冷性、耐盐性和耐旱性。
四、非转基因osaba8ox1突变体的获得
由于T0代转基因苗外源T-DNA是处于杂合状态,因此在T1代后代中会分离出不含T-DNA的单株,而这些单株中携带的osaba8ox1突变基因仍然存在,这样就可以得到osaba8ox1的非转基因突变体植株。具体方法:首先提取T1代植株的基因组DNA;然后采用F1和R1组成的引物对进行检测,挑选出扩增结果为阴性的植株;然后采用F2和R2组成的引物对进行PCR扩增,然后将PCR扩增产物进行测序。最终得到非转基因osaba8ox1突变体。
SEQUENCE LISTING
<110> 中国科学院植物研究所
<120> 一种改善水稻耐逆性的方法
<130> GNCYX190423
<160> 6
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 471
<212> PRT
<213> Oryza sativa Japonica Group
<400> 1
Met Gly Ala Phe Leu Leu Phe Val Cys Val Leu Ala Pro Phe Leu Leu
1 5 10 15
Val Cys Ala Val Arg Gly Arg Arg Arg Gln Ala Gly Ser Ser Glu Ala
20 25 30
Ala Ala Cys Gly Leu Pro Leu Pro Pro Gly Ser Met Gly Trp Pro Tyr
35 40 45
Val Gly Glu Thr Phe Gln Leu Tyr Ser Ser Lys Asn Pro Asn Val Phe
50 55 60
Phe Asn Lys Lys Arg Asn Lys Tyr Gly Pro Ile Phe Lys Thr His Ile
65 70 75 80
Leu Gly Cys Pro Cys Val Met Val Ser Ser Pro Glu Ala Ala Arg Phe
85 90 95
Val Leu Val Thr Gln Ala His Leu Phe Lys Pro Thr Phe Pro Ala Ser
100 105 110
Lys Glu Arg Met Leu Gly Pro Gln Ala Ile Phe Phe Gln Gln Gly Asp
115 120 125
Tyr His Ala His Leu Arg Arg Ile Val Ser Arg Ala Phe Ser Pro Glu
130 135 140
Ser Ile Arg Ala Ser Val Pro Ala Ile Glu Ala Ile Ala Leu Arg Ser
145 150 155 160
Leu His Ser Trp Asp Gly Gln Phe Val Asn Thr Phe Gln Glu Met Lys
165 170 175
Thr Tyr Ala Leu Asn Val Ala Leu Leu Ser Ile Phe Gly Glu Glu Glu
180 185 190
Met Arg Tyr Ile Glu Glu Leu Lys Gln Cys Tyr Leu Thr Leu Glu Lys
195 200 205
Gly Tyr Asn Ser Met Pro Val Asn Leu Pro Gly Thr Leu Phe His Lys
210 215 220
Ala Met Lys Ala Arg Lys Arg Leu Gly Ala Ile Val Ala His Ile Ile
225 230 235 240
Ser Ala Arg Arg Glu Arg Gln Arg Gly Asn Asp Leu Leu Gly Ser Phe
245 250 255
Val Asp Gly Arg Glu Ala Leu Thr Asp Ala Gln Ile Ala Asp Asn Val
260 265 270
Ile Gly Val Ile Phe Ala Ala Arg Asp Thr Thr Ala Ser Val Leu Thr
275 280 285
Trp Met Val Lys Phe Leu Gly Asp His Pro Ala Val Leu Lys Ala Val
290 295 300
Thr Glu Glu Gln Leu Gln Ile Ala Lys Glu Lys Glu Ala Ser Gly Glu
305 310 315 320
Pro Leu Ser Trp Ala Asp Thr Arg Arg Met Lys Met Thr Ser Arg Val
325 330 335
Ile Gln Glu Thr Met Arg Val Ala Ser Ile Leu Ser Phe Thr Phe Arg
340 345 350
Glu Ala Val Glu Asp Val Glu Tyr Gln Gly Tyr Leu Ile Pro Lys Gly
355 360 365
Trp Lys Val Leu Pro Leu Phe Arg Asn Ile His His Asn Pro Asp His
370 375 380
Phe Pro Cys Pro Glu Lys Phe Asp Pro Ser Arg Phe Glu Val Ala Pro
385 390 395 400
Lys Pro Asn Thr Phe Met Pro Phe Gly Asn Gly Thr His Ser Cys Pro
405 410 415
Gly Asn Glu Leu Ala Lys Leu Glu Met Leu Val Leu Phe His His Leu
420 425 430
Ala Thr Lys Tyr Arg Trp Ser Thr Ser Lys Ser Glu Ser Gly Val Gln
435 440 445
Phe Gly Pro Phe Ala Leu Pro Leu Asn Gly Leu Pro Met Ser Phe Thr
450 455 460
Arg Lys Asn Thr Glu Gln Glu
465 470
<210> 2
<211> 1416
<212> DNA
<213> Oryza sativa Japonica Group
<400> 2
atgggtgctt ttcttctgtt cgtgtgcgtg ctcgcgcctt tcttgcttgt ctgcgccgtc 60
cgcggccgcc gccggcaggc gggctcgtcg gaagcggcgg cgtgcggcct gccgctgccg 120
ccggggtcga tggggtggcc gtacgtcggg gagacgttcc agctgtactc gtccaagaac 180
cccaacgtgt tcttcaacaa gaagcggaac aagtacggtc ccatcttcaa gacgcacatc 240
ctgggatgcc cctgcgtgat ggtgtccagc ccggaggcgg cgcggttcgt gctggtgacg 300
caggcgcacc tcttcaagcc caccttcccg gcgagcaagg agcggatgct gggtccccag 360
gccatcttct tccagcaggg cgactaccac gcccacctcc gccgcatcgt ctcccgcgcc 420
ttctcccccg agtccatccg cgcctccgtc ccggccatcg aggccatcgc gctccgctcc 480
ctccactcct gggacggcca gttcgtcaac accttccaag agatgaagac ttacgcgctg 540
aatgtggcat tgctgtccat cttcggggag gaggagatgc gctacatcga ggagctgaag 600
cagtgctacc tgacgctgga gaaggggtac aactcgatgc cggtgaacct gccgggcacc 660
ctgttccaca aggccatgaa ggcccggaag aggctgggcg ccattgtggc ccacatcatc 720
tctgcccggc gcgagcggca gcgggggaac gacctgctag ggtcgttcgt ggacggccgc 780
gaggccctca ccgacgccca gatcgccgac aacgtcatcg gcgtcatctt cgccgcccgc 840
gacaccaccg ccagcgtcct cacctggatg gtcaagttcc tcggcgacca ccccgccgtc 900
ctcaaggccg tcaccgaaga gcagctgcag attgccaagg agaaagaggc gtcgggcgag 960
ccgctgtcat gggcggacac gcggcggatg aagatgacga gccgggtcat ccaggagacg 1020
atgagggtgg cgtccatcct ctccttcacc ttcagggagg ccgtggagga cgtggaatac 1080
caagggtacc tgatccccaa gggctggaaa gtgctacctc tgttccgcaa catccaccac 1140
aaccccgacc acttcccctg cccggaaaag ttcgacccgt cccggttcga ggtggcgccc 1200
aagcccaaca cgttcatgcc gttcgggaac gggacccact cgtgcccggg caacgagctc 1260
gccaagctgg agatgctcgt gctcttccac cacctcgcaa ccaagtacag gtggtccacg 1320
tccaagtccg agagcggcgt ccagttcggc cccttcgcgc tgccgctcaa cggcctcccc 1380
atgagcttca cccgcaagaa caccgagcag gagtga 1416
<210> 3
<211> 1936
<212> DNA
<213> Oryza sativa Japonica Group
<400> 3
atgggtgctt ttcttctgtt cgtgtgcgtg ctcgcgcctt tcttgcttgt ctgcgccgtc 60
cgcggccgcc gccggcaggc gggctcgtcg gaagcggcgg cgtgcggcct gccgctgccg 120
ccggggtcga tggggtggcc gtacgtcggg gagacgttcc agctgtactc gtccaagaac 180
cccaacgtgt tcttcaacaa gaagcggaac aagtacggtc ccatcttcaa gacgcacatc 240
ctgggatgcc cctgcgtgat ggtgtccagc ccggaggcgg cgcggttcgt gctggtgacg 300
caggcgcacc tcttcaagcc caccttcccg gcgagcaagg agcggatgct gggtccccag 360
gccatcttct tccagcaggg cgactaccac gcccacctcc gccgcatcgt ctcccgcgcc 420
ttctcccccg agtccatccg cgcctccgtc ccggccatcg aggccatcgc gctccgctcc 480
ctccactcct gggacggcca gttcgtcaac accttccaag agatgaagac tgtgagttct 540
tactgcctaa ctcctcttcc cactctgctt tgctctgctc tactctgctt tgctgatcga 600
tccgatgtgt ttgttgttga tggcatatac aacagtacgc gctgaatgtg gcattgctgt 660
ccatcttcgg ggaggaggag atgcgctaca tcgaggagct gaagcagtgc tacctgacgc 720
tggagaaggg gtacaactcg atgccggtga acctgccggg caccctgttc cacaaggcca 780
tgaaggcccg gaagaggctg ggcgccattg tggcccacat catctctgcc cggcgcgagc 840
ggcagcgggg gaacgacctg ctagggtcgt tcgtggacgg ccgcgaggcc ctcaccgacg 900
cccagatcgc cgacaacgtc atcggcgtca tcttcgccgc ccgcgacacc accgccagcg 960
tcctcacctg gatggtcaag ttcctcggcg accaccccgc cgtcctcaag gccgtcaccg 1020
taagttcgcc tcctcatatc tcatagtata tcaaagtcct tgatggtgag gctgaccgcg 1080
ggtgccatgg atggaacagg aagagcagct gcagattgcc aaggagaaag aggcgtcggg 1140
cgagccgctg tcatgggcgg acacgcggcg gatgaagatg acgagccggg tcatccagga 1200
gacgatgagg gtggcgtcca tcctctcctt caccttcagg gaggccgtgg aggacgtgga 1260
ataccaaggt gagcagcaga gcagagctgt ccggtggcag cctgtccgtc cctttcgaga 1320
cagcctcgcg cttctcttcc gctgcgagtg aactggaccg aatggggcag actggttcct 1380
taactgaaat agactaactc gatcagtcgt cccagaatct aacctcgttc gatcgtctgc 1440
tctgtgcagg gtacctgatc cccaagggct ggaaagtgct acctctgttc cgcaacatcc 1500
accacaaccc cgaccacttc ccctgcccgg aaaagttcga cccgtcccgg ttcgaggtca 1560
gcatcacgaa cccactcttc cgtgtttttg ttcccttccc tccctttcct ttcccggtgc 1620
ggccgacttc ctagccaagt cggtccgcgg tttgcgagca gtggccggta tgggttttcc 1680
tgaccccgcg tccgtcccgt cactgttgca ggtggcgccc aagcccaaca cgttcatgcc 1740
gttcgggaac gggacccact cgtgcccggg caacgagctc gccaagctgg agatgctcgt 1800
gctcttccac cacctcgcaa ccaagtacag gtggtccacg tccaagtccg agagcggcgt 1860
ccagttcggc cccttcgcgc tgccgctcaa cggcctcccc atgagcttca cccgcaagaa 1920
caccgagcag gagtga 1936
<210> 4
<211> 9662
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<400> 4
taaacgctct tttctcttag gtttacccgc caatatatcc tgtcaaacac tgatagttta 60
aactgaaggc gggaaacgac aatctgatcc aagctcaagc tgctctagca ttcgccattc 120
aggctgcgca actgttggga agggcgatcg gtgcgggcct cttcgctatt acgccagctg 180
gcgaaagggg gatgtgctgc aaggcgatta agttgggtaa cgccagggtt ttcccagtca 240
cgacgttgta aaacgacggc cagtgccaag cttggatcat gaaccaacgg cctggctgta 300
tttggtggtt gtgtagggag atggggagaa gaaaagcccg attctcttcg ctgtgatggg 360
ctggatgcat gcgggggagc gggaggccca agtacgtgca cggtgagcgg cccacagggc 420
gagtgtgagc gcgagaggcg ggaggaacag tttagtacca cattgcccag ctaactcgaa 480
cgcgaccaac ttataaaccc gcgcgctgtc gcttgtgtgg catccgctcc ttgctcgcgt 540
tttagagcta gaaatagcaa gttaaaataa ggctagtccg ttatcaactt gaaaaagtgg 600
caccgagtcg gtgctttttt gttttagagc tagaaatagc aagttaaaat aaggctagtc 660
cgtagcgcgt gcgccaattc tgcagacaaa tggccccggg cctgcaggtg cagcgtgacc 720
cggtcgtgcc cctctctaga gataatgagc attgcatgtc taagttataa aaaattacca 780
catatttttt ttgtcacact tgtttgaagt gcagtttatc tatctttata catatattta 840
aactttactc tacgaataat ataatctata gtactacaat aatatcagtg ttttagagaa 900
tcatataaat gaacagttag acatggtcta aaggacaatt gagtattttg acaacaggac 960
tctacagttt tatcttttta gtgtgcatgt gttctccttt ttttttgcaa atagcttcac 1020
ctatataata cttcatccat tttattagta catccattta gggtttaggg ttaatggttt 1080
ttatagacta atttttttag tacatctatt ttattctatt ttagcctcta aattaagaaa 1140
actaaaactc tattttagtt tttttattta ataatttaga tataaaatag aataaaataa 1200
agtgactaaa aattaaacaa atacccttta agaaattaaa aaaactaagg aaacattttt 1260
cttgtttcga gtagataatg ccagcctgtt aaacgccgtc gacgagtcta acggacacca 1320
accagcgaac cagcagcgtc gcgtcgggcc aagcgaagca gacggcacgg catctctgtc 1380
gctgcctctg gacccctctc gagagttccg ctccaccgtt ggacttgctc cgctgtcggc 1440
atccagaaat tgcgtggcgg agcggcagac gtgagccggc acggcaggcg gcctcctcct 1500
cctctcacgg caccggcagc tacgggggat tcctttccca ccgctccttc gctttccctt 1560
cctcgcccgc cgtaataaat agacaccccc tccacaccct ctttccccaa cctcgtgttg 1620
ttcggagcgc acacacacac aaccagatct cccccaaatc cacccgtcgg cacctccgct 1680
tcaaggtacg ccgctcgtcc tccccccccc cctctctacc ttctctagat cggcgttccg 1740
gtccatggtt agggcccggt agttctactt ctgttcatgt ttgtgttaga tccgtgtttg 1800
tgttagatcc gtgctgctag cgttcgtaca cggatgcgac ctgtacgtca gacacgttct 1860
gattgctaac ttgccagtgt ttctctttgg ggaatcctgg gatggctcta gccgttccgc 1920
agacgggatc gatttcatga ttttttttgt ttcgttgcat agggtttggg tttgcccttt 1980
tcctttattt caatatatgc cgtgcacttg tttgtcgggt catcttttca tgcttttttt 2040
tgtcttggtt gtgatgatgt ggtctggttg ggcggtcgtt ctagatcgga gtagaattct 2100
gtttcaaact acctggtgga tttattaatt ttggatctgt atgtgtgtgc catacatatt 2160
catagttacg aattgaagat gatggatgga aatatcgatc taggataggt atacatgttg 2220
atgcgggttt tactgatgca tatacagaga tgctttttgt tcgcttggtt gtgatgatgt 2280
ggtgtggttg ggcggtcgtt cattcgttct agatcggagt agaatactgt ttcaaactac 2340
ctggtgtatt tattaatttt ggaactgtat gtgtgtgtca tacatcttca tagttacgag 2400
tttaagatgg atggaaatat cgatctagga taggtataca tgttgatgtg ggttttactg 2460
atgcatatac atgatggcat atgcagcatc tattcatatg ctctaacctt gagtacctat 2520
ctattataat aaacaagtat gttttataat tattttgatc ttgatatact tggatgatgg 2580
catatgcagc agctatatgt ggattttttt agccctgcct tcatacgcta tttatttgct 2640
tggtactgtt tcttttgtcg atgctcaccc tgttgtttgg tgttacttct gcagccatgg 2700
actataagga ccacgacgga gactacaagg atcatgatat tgattacaaa gacgatgacg 2760
ataagatggc cccaaagaag aagcggaagg tcggtatcca cggagtccca gcagccgaca 2820
agaagtacag catcggcctg gacatcggca ccaactctgt gggctgggcc gtgatcaccg 2880
acgagtacaa ggtgcccagc aagaaattca aggtgctggg caacaccgac cggcacagca 2940
tcaagaagaa cctgatcgga gccctgctgt tcgacagcgg cgaaacagcc gaggccaccc 3000
ggctgaagag aaccgccaga agaagataca ccagacggaa gaaccggatc tgctatctgc 3060
aagagatctt cagcaacgag atggccaagg tggacgacag cttcttccac agactggaag 3120
agtccttcct ggtggaagag gataagaagc acgagcggca ccccatcttc ggcaacatcg 3180
tggacgaggt ggcctaccac gagaagtacc ccaccatcta ccacctgaga aagaaactgg 3240
tggacagcac cgacaaggcc gacctgcggc tgatctatct ggccctggcc cacatgatca 3300
agttccgggg ccacttcctg atcgagggcg acctgaaccc cgacaacagc gacgtggaca 3360
agctgttcat ccagctggtg cagacctaca accagctgtt cgaggaaaac cccatcaacg 3420
ccagcggcgt ggacgccaag gccatcctgt ctgccagact gagcaagagc agacggctgg 3480
aaaatctgat cgcccagctg cccggcgaga agaagaatgg cctgttcgga aacctgattg 3540
ccctgagcct gggcctgacc cccaacttca agagcaactt cgacctggcc gaggatgcca 3600
aactgcagct gagcaaggac acctacgacg acgacctgga caacctgctg gcccagatcg 3660
gcgaccagta cgccgacctg tttctggccg ccaagaacct gtccgacgcc atcctgctga 3720
gcgacatcct gagagtgaac accgagatca ccaaggcccc cctgagcgcc tctatgatca 3780
agagatacga cgagcaccac caggacctga ccctgctgaa agctctcgtg cggcagcagc 3840
tgcctgagaa gtacaaagag attttcttcg accagagcaa gaacggctac gccggctaca 3900
ttgacggcgg agccagccag gaagagttct acaagttcat caagcccatc ctggaaaaga 3960
tggacggcac cgaggaactg ctcgtgaagc tgaacagaga ggacctgctg cggaagcagc 4020
ggaccttcga caacggcagc atcccccacc agatccacct gggagagctg cacgccattc 4080
tgcggcggca ggaagatttt tacccattcc tgaaggacaa ccgggaaaag atcgagaaga 4140
tcctgacctt ccgcatcccc tactacgtgg gccctctggc caggggaaac agcagattcg 4200
cctggatgac cagaaagagc gaggaaacca tcaccccctg gaacttcgag gaagtggtgg 4260
acaagggcgc ttccgcccag agcttcatcg agcggatgac caacttcgat aagaacctgc 4320
ccaacgagaa ggtgctgccc aagcacagcc tgctgtacga gtacttcacc gtgtataacg 4380
agctgaccaa agtgaaatac gtgaccgagg gaatgagaaa gcccgccttc ctgagcggcg 4440
agcagaaaaa ggccatcgtg gacctgctgt tcaagaccaa ccggaaagtg accgtgaagc 4500
agctgaaaga ggactacttc aagaaaatcg agtgcttcga ctccgtggaa atctccggcg 4560
tggaagatcg gttcaacgcc tccctgggca cataccacga tctgctgaaa attatcaagg 4620
acaaggactt cctggacaat gaggaaaacg aggacattct ggaagatatc gtgctgaccc 4680
tgacactgtt tgaggacaga gagatgatcg aggaacggct gaaaacctat gcccacctgt 4740
tcgacgacaa agtgatgaag cagctgaagc ggcggagata caccggctgg ggcaggctga 4800
gccggaagct gatcaacggc atccgggaca agcagtccgg caagacaatc ctggatttcc 4860
tgaagtccga cggcttcgcc aacagaaact tcatgcagct gatccacgac gacagcctga 4920
cctttaaaga ggacatccag aaagcccagg tgtccggcca gggcgatagc ctgcacgagc 4980
acattgccaa tctggccggc agccccgcca ttaagaaggg catcctgcag acagtgaagg 5040
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ggatcgaaga gggcatcaaa gagctgggca gccagatcct gaaagaacac cccgtggaaa 5220
acacccagct gcagaacgag aagctgtacc tgtactacct gcagaatggg cgggatatgt 5280
acgtggacca ggaactggac atcaaccggc tgtccgacta cgatgtggac catatcgtgc 5340
ctcagagctt tctgaaggac gactccatcg acaacaaggt gctgaccaga agcgacaaga 5400
accggggcaa gagcgacaac gtgccctccg aagaggtcgt gaagaagatg aagaactact 5460
ggcggcagct gctgaacgcc aagctgatta cccagagaaa gttcgacaat ctgaccaagg 5520
ccgagagagg cggcctgagc gaactggata aggccggctt catcaagaga cagctggtgg 5580
aaacccggca gatcacaaag cacgtggcac agatcctgga ctcccggatg aacactaagt 5640
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tgtccgattt ccggaaggat ttccagtttt acaaagtgcg cgagatcaac aactaccacc 5760
acgcccacga cgcctacctg aacgccgtcg tgggaaccgc cctgatcaaa aagtacccta 5820
agctggaaag cgagttcgtg tacggcgact acaaggtgta cgacgtgcgg aagatgatcg 5880
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tgaacttttt caagaccgag attaccctgg ccaacggcga gatccggaag cggcctctga 6000
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agaaggactg ggaccctaag aagtacggcg gcttcgacag ccccaccgtg gcctattctg 6240
tgctggtggt ggccaaagtg gaaaagggca agtccaagaa actgaagagt gtgaaagagc 6300
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aagccaaggg ctacaaagaa gtgaaaaagg acctgatcat caagctgcct aagtactccc 6420
tgttcgagct ggaaaacggc cggaagagaa tgctggcctc tgccggcgaa ctgcagaagg 6480
gaaacgaact ggccctgccc tccaaatatg tgaacttcct gtacctggcc agccactatg 6540
agaagctgaa gggctccccc gaggataatg agcagaaaca gctgtttgtg gaacagcaca 6600
agcactacct ggacgagatc atcgagcaga tcagcgagtt ctccaagaga gtgatcctgg 6660
ccgacgctaa tctggacaaa gtgctgtccg cctacaacaa gcaccgggat aagcccatca 6720
gagagcaggc cgagaatatc atccacctgt ttaccctgac caatctggga gcccctgccg 6780
ccttcaagta ctttgacacc accatcgacc ggaagaggta caccagcacc aaagaggtgc 6840
tggacgccac cctgatccac cagagcatca ccggcctgta cgagacacgg atcgacctgt 6900
ctcagctggg aggcgacaaa aggccggcgg ccacgaaaaa ggccggccag gcaaaaaaga 6960
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tctgttgaat tacgttaagc atgtaataat taacatgtaa tgcatgacgt tatttatgag 7140
atgggttttt atgattagag tcccgcaatt atacatttaa tacgcgatag aaaacaaaat 7200
atagcgcgca aactaggata aattatcgcg cgcggtgtca tctatgttac tagatcggga 7260
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gccaacatgg tggagcacga cactctcgtc tactccaaga atatcaaaga tacagtctca 7560
gaagaccaaa gggctattga gacttttcaa caaagggtaa tatcgggaaa cctcctcgga 7620
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cgtggaaaaa gaagacgttc caaccacgtc ttcaaagcaa gtggattgat gtgatatctc 8160
cactgacgta agggatgacg cacaatccca ctatccttcg caagaccctt cctctatata 8220
aggaagttca tttcatttgg agaggacacg ctgaaatcac cagtctctct ctacaaatct 8280
atctctctcg agctttcgca gatccggggg gcaatgagat atgaaaaagc ctgaactcac 8340
cgcgacgtct gtcgagaagt ttctgatcga aaagttcgac agcgtctccg acctgatgca 8400
gctctcggag ggcgaagaat ctcgtgcttt cagcttcgat gtaggagggc gtggatatgt 8460
cctgcgggta aatagctgcg ccgatggttt ctacaaagat cgttatgttt atcggcactt 8520
tgcatcggcc gcgctcccga ttccggaagt gcttgacatt ggggagttta gcgagagcct 8580
gacctattgc atctcccgcc gtgcacaggg tgtcacgttg caagacctgc ctgaaaccga 8640
actgcccgct gttctacaac cggtcgcgga ggctatggat gcgatcgctg cggccgatct 8700
tagccagacg agcgggttcg gcccattcgg accgcaagga atcggtcaat acactacatg 8760
gcgtgatttc atatgcgcga ttgctgatcc ccatgtgtat cactggcaaa ctgtgatgga 8820
cgacaccgtc agtgcgtccg tcgcgcaggc tctcgatgag ctgatgcttt gggccgagga 8880
ctgccccgaa gtccggcacc tcgtgcacgc ggatttcggc tccaacaatg tcctgacgga 8940
caatggccgc ataacagcgg tcattgactg gagcgaggcg atgttcgggg attcccaata 9000
cgaggtcgcc aacatcttct tctggaggcc gtggttggct tgtatggagc agcagacgcg 9060
ctacttcgag cggaggcatc cggagcttgc aggatcgcca cgactccggg cgtatatgct 9120
ccgcattggt cttgaccaac tctatcagag cttggttgac ggcaatttcg atgatgcagc 9180
ttgggcgcag ggtcgatgcg acgcaatcgt ccgatccgga gccgggactg tcgggcgtac 9240
acaaatcgcc cgcagaagcg cggccgtctg gaccgatggc tgtgtagaag tactcgccga 9300
tagtggaaac cgacgcccca gcactcgtcc gagggcaaag aaatagagta gatgccgacc 9360
ggatctgtcg atcgacaagc tcgagtttct ccataataat gtgtgagtag ttcccagata 9420
agggaattag ggttcctata gggtttcgct catgtgttga gcatataaga aacccttagt 9480
atgtatttgt atttgtaaaa tacttctatc aataaaattt ctaattccta aaaccaaaat 9540
ccagtactaa aatccagatc ccccgaatta attcggcgtt aattcagtac attaaaaacg 9600
tccgcaatgt gttattaagt tgtctaagcg tcaatttgtt tacaccacaa tatatcctgc 9660
ca 9662
<210> 5
<211> 95
<212> RNA
<213> Artificial sequence
<400> 5
gcauccgcuc cuugcucgcg uuuuagagcu agaaauagca aguuaaaaua aggcuagucc 60
guuaucaacu ugaaaaagug gcaccgaguc ggugc 95
<210> 6
<211> 19
<212> DNA
<213> Oryza sativa Japonica Group
<400> 6
gcatccgctc cttgctcgc 19
Claims (10)
1.一种培育抗非生物胁迫的植物的方法,包括如下步骤:抑制出发植物中脱落酸8'-羟化酶基因的表达,从而使植物对非生物胁迫的耐逆性增强。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述脱落酸8'-羟化酶为如下(a1)或(a2)或(a3):
(a1)序列表的序列1所示的蛋白质;
(a2)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质;
(a3)来源于水稻且与(a1)具有99%以上、95%以上、90%以上、85%以上或者80%以上同一性且具有相同功能的蛋白质。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于:所述脱落酸8'-羟化酶基因为如下(b1)或(b2)或(b3)或(b4):
(b1)编码区如序列表的序列2所示的DNA分子;
(b2)序列表的序列3所示的DNA分子;
(b3)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的DNA分子杂交且编码脱落酸8'-羟化酶的DNA分子;
(b4)来源于水稻且与(b1)或(b2)具有99%以上、95%以上、90%以上、85%以上或者80%以上同一性且编码脱落酸8'-羟化酶的DNA分子。
4.如权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:“抑制出发植物中脱落酸8’-羟化酶基因的表达”是通过CRISPR/Cas9系统实现的。
5.一种制备转基因植物的方法,包括如下步骤:在出发植物中导入表达Cas9蛋白基因的DNA分子和表达特异sgRNA基因的DNA分子,得到对非生物胁迫的耐逆性增强的转基因植物;所述特异sgRNA的靶序列如序列表的序列6所示。
6.一种制备转基因植物的方法,包括如下步骤:在出发植物中导入特异质粒,得到对非生物胁迫的耐逆性增强的转基因植物;所述特异质粒表达Cas9蛋白基因和特异sgRNA基因;所述特异sgRNA的靶序列如序列表的序列6所示。
7.用于抑制脱落酸8’-羟化酶基因表达的物质在培育对非生物胁迫的耐逆性增强的植物中的应用。
8.一种培育对非生物胁迫的耐逆性增强的植物的方法,包括如下步骤:降低植物中脱落酸8’-羟化酶的含量和/或抑制植物中脱落酸8’-羟化酶的活性,从而使植物对非生物胁迫的耐逆性增强。
9.一种sgRNA,其靶序列如序列表的序列6所示。
10.权利要求9所述sgRNA在制备对非生物胁迫的耐逆性增强的转基因植物中的应用。
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