基因组编辑是建立在基因靶向修饰的基础上，对生物基因组进行改造的一项新技术，通过在基因组水平上进行精确的基因编辑，实现基因的敲除、敲入、结构变异。凭借基因编辑工具，人们可以更加准确、深入地了解探究基因功能、研究疾病机理、建立新品种，寻找到遗传性疾病治疗有效的手段。因此在研究和临床应用具有极其广泛的发展前景和应用价值。　　 家蚕(Bombyxmori)既是蚕丝产业的重要基础，又是鳞翅目昆虫研究的典型模式生物，同时也是开发新一代生物反应器和新型昆虫产业的材料。家蚕是最早完成全基因组测序的鳞翅目昆虫，它的遗传背景清楚、基础研究积累丰富，随着基因组研究、特别是功能基因组研究工作的深入，家蚕的后基因组时代的研究已经有了良好的基础。在全基因组序列测定的基础上，从整体水平研究基因及其产物在不同时间、空间、条件下的结构与功能的关系，将极大地推动整个昆虫学科和蚕业的发展。　　 TALENs是基于植物病原体黄单胞菌分泌的一种转录激活子样效应因子而设计和构建。将TALE蛋白中的DNA结合域与FokⅠ核酸内切酶的切割域融合，在特定位点产生双链断裂，利用细胞自身的DNA修复机制(非同源末端连接NHEJ或同源重组修复HR)引入基因突变，基因修饰或基因敲入，从而实现基因组的定向编辑。　　 本研究针对家蚕BmBlos2和Bm702基因，设计了靶向TALENs，成功构建了数对TALEN打靶载体，结合ssODN技术，在体外合成mRNA，以P50和Nistari两个品系为对象，通过胚胎显微注射该mRNA，来探索TALEN技术在家蚕基因编辑中的应用。主要结果如下:　　 1、TALEN打靶载体的构建　　 依赖于标准的限制性内切酶和连接的克隆手段等，我们尝试了根据家蚕密码子和预测TALEN的打靶位点的氨基酸序列直接合成DNA片段，再加到含有FOK(Ⅰ)的骨架载体上的方法，针对家蚕BmBlos2第二和第三外显子、Bm702基因分别构建了B2-TALEN、B3-TALEN、702-TALEN表达载体，并制备了相应的mRNA。　　 2、TALEN介导的家蚕基因BmBlos2的敲除　　 在体外合成B3-TALENmRNA表达载体，以700ng/ul分别注射家蚕Nistari品种的早期胚胎，在G0代五龄幼虫时期，观察到了透明的油状皮肤表型，将突变个体提取基因组并进行了测序分析，观察到缺失、插入突变、单碱基突变等多种突变类型，证明TALEN能在家蚕中不仅能介导高效率的定点突变，而且能产生可遗传的突变表型。　　 3、TALEN介导的长片段基因组删除　　 将B2-TALEN和B3-TALENmRNA表达载体，同时混合以350ng/ul的浓度注射家蚕Nistari品种的早期胚胎，我们两个具有突变表型的品系各随即选择了7头蚕，对其进行基因组提取、PCR扩增和测序，结果表明TALEN通过两个DSB能够介导两个位点间的大片段删除，而且这种删除是可以遗传的。　　 4、TALEN介导的家蚕基因组结构变异　　 通过荧光素酶SSA分析和T7核酸内切酶活性分析来检测702-TALEN活性:通过荧光素酶SSA实验，用thepSSA-Lucvector转染人类胚胎肾(HEK)293T细胞系，结果显示活性提高了28倍，证明702-TALEN在HEK293T具有很高的活性来提高同源重组概率;通过T7EI检测实验，扩增出的PCR产物被酶切为两个片段，证明702-TALEN能够在内源性基因座位上通过NHEJ修复途径诱导有效的突变。　　 我们在体外将转录B2-TALENmRNA和702-TALENmRNA，混合并同时注射了大约100个蚕卵。注射三天后，提取胚胎基因组，通过PCR，用检测大片段删除、重复和翻转的引物组合均能扩增出于预期大小一致的目的条带，证明TALEN可以在家蚕中诱导基因组结构变异。　　 5、TALEN和ssODN介导的长片段基因组删除　　 将合成的ssODN和B2-TALENmRNA共同进行胚胎微注射，将具有嵌合体表型与其余的没有嵌合体表型的G0代蚕蛾进行提取基因组和进行PCR扩增，结果显示在具有嵌合体表型的个体中能扩增出与预期一致的目的条带。在父本是嵌合体的G1代蛾圈中，发现了5头有透明状皮肤表型的家蚕，证明ssODN介导染色体上的片段缺失是可以遗传的，对其基因组进行PCR和测序分析发现，G1代个体中存在长片段删除以外的未知的变异。