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MPP|基于大麦条纹花叶病毒的基因编辑载体系统的开发
发布日期:2021-03-25 浏览次数:  信息来源:澳门永利贵宾厅app下载


201976日,澳门永利app下载地址张永亮教授团队在Molecular Plant Pathology发表了研究论文《A barley stripe mosaic virus-based guide RNA delivery system for targeted mutagenesis in wheat and maize》。

大麦条纹花叶病毒 (Barley stripe mosaic virus, BSMV) 是一种正义单链的RNA病毒, 基因组包含RNAαRNAβRNAγ三条链。在本文中, 分析了BSMV的基因组中可用于插入外源gRNA的位点, 发现既可将gRNA表达盒替换CP基因中部nt 74-393的片段 (ge-BSMVβ), 也可将一个不含额外启动子的gRNA直接插入到γb编码框的下游 (ge-BSMVγ), ge-BSMVβge-BSMVγ载体均保留了BSMV的系统运动能力。

1. BSMVge-BSMV基因组结构示意图

在瞬时表达Cas9蛋白的本生烟中分别接种上述载体用以靶标NbPDS基因 (ge-BSMVβ-gNbPDSge-BSMVγ-gNbPDS), 在接种叶和系统侵染叶中均可实现对NbPDS靶标高效的基因编辑, 在接种叶中ge-BSMVβge-BSMVγ介导的基因编辑效率分别可达80%73%, 在系统叶中约为23%48%。在Cas9转基因的本生烟中接种ge-BSMVγ-gNbPDS, 对发生编辑的本生烟叶片进行组培再生, 获得了靶基因NbPDS突变的子代植株, 说明ge-BSMV载体介导的对本生烟叶片的基因编辑可稳定遗传至下一代。

2. 利用ge-BSMVγ-gNbPDS的系统侵染叶片组培再生得到的白化体幼苗

此外, ge-BSMV分别接种至Cas9转基因小麦和转基因玉米, 在小麦和玉米系统侵染叶片中基因编辑效率分别可达78%48%。这是首例基于植物病毒载体实现玉米基因编辑的报道。

3. ge-BSMV对小麦和玉米内源基因的编辑

综上,本研究开发了能够同时应用于双子叶植物本生烟及单子叶植物玉米和小麦的基于植物病毒的基因编辑载体,为植物功能基因组学研究提供了一项新的工具。

农业生物技术国家重点实验室张永亮教授为本文的通讯作者,中国农业大学博士生胡佳成为本文第一作者。中国农业大学宗伟彬副教授、赵海铭副教授、赖锦盛教授、李大伟教授、博士生李召雷,中国农科院作科所夏兰琴研究员、博士生李少雅李慧园为本文共同作者。本研究得到了国家重点研究研发计划、转基因专项、农业生物技术国家重点实验室的经费支持

原文链接: https://bsppjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/mpp.12849

 

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