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Cell子刊:植物中实现CRISPR/Cas9编辑功能

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。


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