Una plataforma CRISPR-Cas9 que contiene tres plásmidos para diseñar Bacillus velezensis 916 como un agente de control...

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Biotecnología
• Patología vegetal

Sus antecedentes:

• Bacillus velezensis (Bv) es un agente de control biológico crucial para las enfermedades de las plantas, debido a su producción de lipopéptidos cíclicos (CLPs) a través de las sintetasas de péptidos no ribosómicos (NRPS).
• La cepa Bv916, conocida por producir cuatro CLPs, es efectiva contra la plaga de la vaina del arroz y la mancha angular de la hoja.
• Mejorar la eficacia y seguridad de Bv916 requiere un sistema de edición de genes de grado alimenticio.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una plataforma de edición de genes CRISPR-Cas9 para el agente de control biológico Bacillus velezensis Bv916.
• Optimizar la producción de CLPs mediante la modificación de los grupos de genes NRPS en Bv916.
• Mejorar la eficacia del biocontrol de Bv916 contra los patógenos de las plantas.

Principales métodos:

• Construcción de un sistema CRISPR-Cas9 de tres plasmidas en Bv916 utilizando un origen térmico, promotores constitutivos (P43) y promotores específicos (Psrf).
• Edición de genes a través del reemplazo de promotores de ComX y RecA, logrando altas eficiencias de edición de genes individuales y duales.
• Modificación de cuatro grupos de genes NRPS (loc, srf, bl, fen) mediante la sustitución de promotores nativos por promotores constitutivos fuertes (PB, PA, P43, PrepU) para crear BvLSBF.

Principales resultados:

• La plataforma CRISPR-Cas9 demostró altas eficiencias de edición de un solo gen (96%) y de doble gen (61%) en Bv916 dentro de los cinco días.
• La cepa derivada BvLSBF exhibió un aumento significativo en la producción de cuatro CLPs: locilomicina (6,8 veces), surfactina (5,9 veces), bacilomicina L (10,9 veces) y fengicina (6,2 veces).
• BvLSBF mostró una actividad antagónica marcadamente mejorada contra los patógenos vegetales en comparación con el Bv916 de tipo silvestre.

Conclusiones:

• Se estableció con éxito una plataforma CRISPR-Cas9 robusta y de grado alimenticio para Bv916, lo que permite una edición genética eficiente.
• La plataforma desarrollada facilita la mejora de la producción de CLP a través de la ingeniería de promotores de grupos de genes NRPS.
• Este estudio proporciona una base para el desarrollo de Bv916 como una fábrica avanzada de células para la agricultura sostenible, con capacidades de biocontrol mejoradas.