增强VIGE诱导靶基因突变的拟南芥Cas9表达株系筛选

彭静; 麦尔哈巴·海散; 陈林羊; 卡米燃·买吐送; 林嘉豪; 刘壮; 雷建峰

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增强VIGE诱导靶基因突变的拟南芥Cas9表达株系筛选

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植物病毒介导的基因编辑(virus-mediated gene editing,VIGE)体系可以快速筛选出高效的单向导RNA(single guide RNA,sgRNA)用于植物目标基因的靶向编辑,为定向创制遗传突变体材料提供了基因编辑工具。为了在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中筛选出能高效敲除目标基因的VIGE受体材料,本研究以拟南芥AtBRI1(brassinosteroid insensitive 1)和AtGL2(GLABRA 2)基因为靶标,利用基于棉花叶皱缩病毒(Cotton leaf crumple virus,CLCrV)介导的VIGE系统,探究了以不同组织特异性Cas9超表达(Cas9-OE)株系作为VIGE受体对这2个基因的编辑效率。qPCR检测了Cas9-OE株系中Cas9基因的表达量,发现Cas9基因在不同组织特异性Cas9-OE株系中稳定遗传表达。利用农杆菌(Agrobacterium)介导的瞬时转化法将CLCrV-AtU6-26::AtBRI1-sgRNA和CLCrV-AtU6-26::AtGL2-sgRNA接种不同组织特异性Cas9-OE植株叶片。突变检测结果表明,3种组织特异性Cas9-OE株系作为VIGE受体均可以实现AtBRI1和AtGL2基因的靶向编辑,在这2个基因靶序列区域出现了不同碱基插入、替换和缺失的突变类型,证明了这3种组织特异性Cas9-OE株系作为VIGE受体的有效性。进一步对每一株接种CLCrV-AtU6-26::AtBRI1-sgRNA和CLCrV-AtU6-26::AtGL2-sgRNA的单株进行突变检测,突变分析结果显示,ProCDC45::Cas9和ProYao::Cas9对AtBRI1和AtGL2基因的编辑效率相对较高,编辑效率为50%~81.25%,表明ProCDC45::Cas9和ProYao::Cas9转基因拟南芥可作为理想的VIGE受体用于拟南芥基因编辑的研究。本研究为进一步提升拟南芥中VIGE系统的基因编辑效率和高效创制拟南芥突变体材料提供了参考。

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来源
《农业生物技术学报》 |2023年第7期|1547-1554|共8页
作者
彭静; 麦尔哈巴·海散; 陈林羊; 卡米燃·买吐送; 林嘉豪; 刘壮; 雷建峰;
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作者单位

新疆农业大学农学院/农业生物技术重点实验室;

乌鲁木齐830052;

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正文语种 chi
中图分类农业植物学;
关键词
病毒介导的基因编辑(VIGE); 拟南芥; 棉花叶皱缩病毒(CLCrV); 组织特异性; Cas9超表达株系(Cas9-OE); 突变体;

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