高效的同卵性CRISPR/Cas9基因编辑基于Liriodendron tulipifera中单细胞起源的体质胚胎发生
Cairong Li1, Pengshuo Jiang1, Jiaji Zhang1
1State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding, Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern China, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China.
Plants (Basel, Switzerland)
|February 13, 2025
概括
这项研究证明了树 (Liriodendron tulipifera) 的高效CRISPR/Cas9基因编辑系统. 这一突破加速了功能性基因识别,并支持木质植物的遗传改进.
科学领域:
- 植物生物技术 植物生物技术
- 分子生物学分子生物学
- 林业科学 林业科学
背景情况:
- 克里斯普尔/卡斯系统是一种强大的基因编辑工具,但其在林业树木遗传改进中的应用仍然有限.
- 有效的基因编辑对于理解基因功能和增强木质物种的理想特征至关重要.
研究的目的:
- 在Liriodendron tulipifera建立一个高效的多目标基因编辑系统.
- 为了比较CRISPR/Cas9和CRISPR/Cpf1系统的功能丧失分析和遗传转换.
- 评估CRISPR/Cas9在基因改进和郁金香树的大规模繁殖方面的潜力.
主要方法:
- 在Liriodendron tulipifera中开发了一个多目标的CRISPR/Cas9和CRISPR/Cpf1编辑系统.
- 利用植物脱酶 (PDS) 基因进行功能丧失分析.
- 通过单细胞起源的体质胚胎生成,采用过渡性和稳定的遗传转变.
- 使用Illumina测序分析基因编辑效率和突变率.
主要成果:
- 克里斯普尔/卡斯9系统通过体质胚胎生成实现了近100%的基因编辑效率.
- 在137个再生幼苗中,82.48%的幼苗由于PDS基因编辑而表现出白化表型.
- 在阿尔比诺幼苗和组织中证实了同卵性突变.
结论:
- 基于CRISPR/Cas9的多重基因组编辑在Liriodendron tulipifera中非常有效.
- 这项技术加速了基因功能识别,并促进了木质植物的遗传改进.
- 身体胚胎生成使得基因组编辑的郁金香树苗的规模传播成为可能.
