通过自动化高通量基因组工程和表型化来增强植物细胞中的脂质生产

科学领域:

• 植物科学 植物科学
• 合成生物学 合成生物学
• 代谢工程是代谢工程.

背景情况:

• 传统的植物生物工程是缓慢的,资源密集的.
• 实现所需的植物特征往往缺乏成功的保证.
• 需要高通量方法来加速植物合成生物学.

研究的目的:

• 为植物生物工程 (FAST-PB) 提供快速,自动化,可扩展,高吞吐量管道.
• 整合基因组编辑和单细胞质谱以增强植物特征.
• 为了证明FAST-PB在玉米和尼科蒂亚娜本塔米亚纳中的实用性.

主要方法:

• 开发了FAST-PB集成自动化生物基础,和原生质细胞,以及单细胞MALDI-MS.
• 为96个平行向量结构简化金门克隆.
• 建立了无记者基因的CRISPR编辑和表型化.
• 利用自动化转化用于在细胞中引入多基因磁带.

主要成果:

• FAST-PB证明了高通量金门克隆和增强的原生质转移效率 (>45%与PEG2050).
• 通过高叶绿素光136突变实现了无记者基因的CRISPR编辑和表型化.
• 通过CRISPR激活脂质控制基因,增强多种脂质多达6倍.
• 通过自动化转换从细胞中再生的植物具有增强的脂质特征.
• 启用高通量单细胞脂质分析,区分工程和非工程细胞.

结论:

• FAST-PB显著增加了合成生物学,基因组编辑和代谢工程的吞吐量.
• 该管道允许精确的单细胞脂管组学用于植物细胞表征.
• FAST-PB改变了植物生物工程和单细胞代谢学方面的可能性.