增强VIGE诱导靶基因突变的拟南芥Cas9表达株系筛选

摘要：

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.

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

所属期刊栏目：31

分类号：S184(农业生物学)

资助基金：新疆维吾尔自治区高校基本科研业务费科研项目;新疆农业大学大学生创新项目

在线出版日期：2023-06-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1547-1554