在Pinus taeda和Abies fraseri中提供CRISPR-Cas核糖蛋白的原生质系统

科学领域:

• 林业和植物科学 林业和植物科学
• 生物技术和基因工程 生物技术和基因工程

背景情况:

• 气候变化对森林生态系统的健康,生产力和木材工业的可持续性构成重大威胁.
• 加强树木生长,发展和适应对于加强生态系统弹性和减轻气候变化影响至关重要.
• 针叶树种的遗传改进对于生态和经济的可持续性至关重要.

研究的目的:

• 建立一种强大的原生质隔离,净化和CRISPR-Cas核糖蛋白 (RNP) 输送方法,用于Pinus taeda和Abies fraseri.
• 为了加速这些经济和生态上重要的针叶树种的遗传改进.
• 为再生基因组编辑森林树木奠定基础,以改善生态系统健康和自然资源可持续性.

主要方法:

• 开发了一种从 *P. taeda* 和 *A. fraseri* 的体质胚胎中分离和净化原生细胞的协议.
• 实现了CRISPR-Cas核糖蛋白 (RNP) 传递到孤立的原生体中.
• 评估了使用向基因 (*P. taeda*中的*phenylalanine ammonia lyase*, *A. fraseri*中的*phytoene desaturase*) 的传递效率和基因编辑效率.

主要成果:

• 从体胚胎中成功分离了纯化的原生质,产生了高达2 × 10^6的原生质/g的组织.
• 蛋白质和核酸在原生质中达到高达13.5%的高传递效率.
• 证明了无DNA的基因组编辑,其效率为P. taeda的*氨酸氨基酶*的2.1%和A. fraseri*的*植物脱酶*的0.3%.

结论:

• 建立了一个功能性的CRISPR-Cas RNP传递系统,用于*P. taeda*和*A. fraseri*原生体中的DNA自由基因组编辑.
• 这个系统具有显著的潜力,可以增强针叶树的有价值特征.
• 为未来的基因组编辑树木再生提供基础技术,以加强森林的弹性和可持续性.