棉花中不同植物病毒介导的VIGE体系的研究

植物病毒介导sgRNA的传递与表达相比传统转化完整的编辑载体进行基因编辑具有巨大优势,因为sgRNA的表达可以伴随着病毒的复制和移动而快速扩增、累积,从而产生高效的基因编辑效率.为在棉花中开发应用更多植物病毒介导的基因编辑系统(virus-induced genome editing,VIGE).本研究以超表达Cas9(Cas9-OE)棉花作为VIGE受体,在棉花中分别建立了棉花叶皱缩病毒(cotton leaf crumple virus,CLCrV)和烟草脆裂病毒(tobacco rattle virus,TRV)介导的VIGE系统.首先CLCrV和TRV介导的VIGE均可以靶向敲除棉花G...

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Published in作物学报 Vol. 49; no. 4; pp. 978 - 987
Main Authors 雷建峰, 李月, 代培红, 赵燚, 尤扬子, 贾建国, 赵帅, 曲延英, 刘晓东
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 新疆农业大学农学院 / 教育部棉花工程研究中心, 新疆乌鲁木齐 830052%新疆农业大学生命科学学院, 新疆乌鲁木齐 830052 12.04.2023
Subjects
TRV
VIGE
基因编辑
棉花
CLCrV
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ISSN0496-3490
DOI10.3724/SP.J.1006.2023.24071

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Summary:植物病毒介导sgRNA的传递与表达相比传统转化完整的编辑载体进行基因编辑具有巨大优势,因为sgRNA的表达可以伴随着病毒的复制和移动而快速扩增、累积,从而产生高效的基因编辑效率.为在棉花中开发应用更多植物病毒介导的基因编辑系统(virus-induced genome editing,VIGE).本研究以超表达Cas9(Cas9-OE)棉花作为VIGE受体,在棉花中分别建立了棉花叶皱缩病毒(cotton leaf crumple virus,CLCrV)和烟草脆裂病毒(tobacco rattle virus,TRV)介导的VIGE系统.首先CLCrV和TRV介导的VIGE均可以靶向敲除棉花GhBsrk1和GhMAPKKK2基因A亚组和D亚组基因组序列,验证了这2个系统的可行性和有效性.进一步量化这2个系统对GhBsrk1和GhMAPKKK2基因的编辑效率结果发现,CLCrV和TRV介导的VIGE均能够产生高效的基因编辑效率,并且2种系统基因编辑效率不存在显著差异.本研究还探究了使用棉花内源U6启动子和拟南芥U6启动子驱动sgRNA对VIGE基因编辑效率的影响.结果显示,这2个启动子介导的VIGE均能够产生高效的基因编辑效率,并且基于这2种启动子介导的VIGE系统基因编辑效率不存在显著差异.以上结果预示着可以开发更多的植物病毒载体应用于棉花基因编辑的研究,进而获得高效的sgRNA筛选体系.
ISSN:0496-3490
DOI:10.3724/SP.J.1006.2023.24071