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    Cell子刊:植物中实现CRISPR/Cas9编辑功能

    摘要 : 华南农业大学生命科学学院的刘耀光课题组的研究人员报告称,他们开发出了一种适用于在单子叶植物和双子叶植物中,实现方便、高效多重基因组编辑的强大的CRISPR/Cas9系统。研究成果在线发表在Cell出版社旗下子刊《Molecular Plant》杂志上。

    亚美娱乐app www.yynm360.com 华南农业大学生命科学学院的刘耀光课题组的研究人员在Cell出版社旗下子刊《Molecular Plant》杂志上发表报告称,实验室开发出了一种适用于在单子叶植物和双子叶植物中,实现方便、高效多重基因组编辑的强大的CRISPR/Cas9系统。

    在这篇新文章中研究人员报告称,他们利用设计合成的植物优化密码子Cas9基因,构建出了一种强大的CRISPR/Cas9载体系统,适用于在单子叶植物和双子叶植物中实现方便、高效的多重基因组编辑。他们设计出了一种基于PCR的程序来快速构建多个sgRNA表达盒,并采用Golden Gate ligation或Gibson Assembly连接方法在一轮克隆中将表达盒装配到CRISPR/Cas9双元载体中。利用这一系统,研究人员在水稻中编辑了46个靶位点,突变率平均为85.4%,其中大多数为双等位基因突变(biallelic mutation)和纯合突变。他们推断在水稻中大约16%的纯合突变是通过非同源非同源性末端连接及随后的同源重组修复产生。在拟南芥T1植物中他们还获得了均衡的双等位基因突变、纯合突变和嵌合突变。并证实在水稻和拟南芥中的这些定点突变都是可以遗传的。通过同时靶向一个基因家族的8个成员,一条生物合成信号通路中的多个基因,或是单基因中的多个位点,研究人员提供了一些在T0水稻和T1拟南芥中功能缺失基因突变的示例。

    这一新系统为在植物基础研究中探究多个基因和基因家族的功能以及实现遗传改良提供了一个通用工具箱。

    原文链接:

    A robustCRISPR/Cas9 system for convenient, high-efficiency multiplex genome editing in monocot and dicotplants

    原文摘要:

    CRISPR/Cas9 targeting systems have been applied to a variety of species. However, most of current CRISPR/Cas9 systems for plantscan only modify one or a few target sites. Here, we report a robust CRISPR/Cas9 vector system, utilizing a plant codon-optimized Cas9 gene, for convenient and high-efficiency multiplex genome editing in monocot and dicot plants.We designed PCR-based procedures to rapidly generate multiple sgRNA expression cassettes, which can be assembled into the binary CRISPR/Cas9 vectors in one round of cloning by Golden Gate ligation or Gibson Assembly. With this system, we edited 46target sites in rice with average 85.4% of mutation rate, mostly in biallelic and homozygous statuses. We reasoned that about 16% of the homozygous mutations in rice were generated through the nonhomologous end joining mechanism followed by homologous recombination-based repairing. We also obtained uniform biallelic, heterozygous, homozygous, and chimeric mutations in ArabidopsisT1 plants. Thetargeted mutations in both rice and Arabidopsiswereheritable.We provide examples of loss-of-function gene mutations in T0 rice and T1Arabidopsis plants by simultaneous targeting of multiple (up to 8) membersof a gene family, multiple genes in a biosynthetic pathway, or multiple sites in a single gene.This systemhas provided a versatile toolbox for studying functions of multiple genes and gene families in plants for basic research and genetic improvement.

    来源: Cell 浏览次数:0

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