基于CRISPR/CasX介导的水稻基因组编辑技术的建立OACSCDCSTPCD
Establishment of CRISPR/CasX-based Genome Editing Technology in Rice
Cas蛋白作为核酸酶发挥其切割活性需要识别特定的PAM序列,如SpCas9 识别NGG PAM位点,LbCas12a识别TTTV PAM.已挖掘到新的能够识别TTCN PAM序列的蛋白—CasX蛋白,扩展了基因组编辑技术的编辑范围.本研究利用CasX的两个衍生型蛋白PlmCasX和DpbCasX,建立基于CRISPR/CasX介导的水稻基因编辑系统.通过PEG介导的水稻原生质体瞬时表达分析其编辑活性发现,PlmCasX和DpbCasX两个蛋白能够对水稻内源基因OsCPK16 实现有效编辑.后通过水稻稳定遗传转化进一步验证,在TTCA PAM识别位点,DpbCasX蛋白对水稻内源基因OsCPK21 的编辑效率为 17.5%,PlmCasX蛋白对水稻内源基因OsCPK21 的编辑效率为 66.07%;在TTCG PAM识别位点,PlmCasX蛋白对OsCPK4 的编辑效率为 23.21%,而DpbCasX蛋白不能实现有效的基因编辑.并且基于MIDAS方法对PlmCasX蛋白的优化并不能提高其编辑活性.本研究证明了CRISPR/CasX系统在水稻中具有编辑活性,且其能识别TTCR PAM这一特性,扩大了基因编辑技术在水稻中的应用范围.
李雪琪;张素杰;于曼;黄金光;周焕斌
青岛农业大学植物医学学院,青岛 266109||中国农业科学院植物保护研究所 植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100093||农业农村部桂林作物有害生物科学观测实验站,桂林 541399中国农业科学院植物保护研究所 植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100093||农业农村部桂林作物有害生物科学观测实验站,桂林 541399中国农业科学院植物保护研究所 植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100093||农业农村部桂林作物有害生物科学观测实验站,桂林 541399青岛农业大学植物医学学院,青岛 266109中国农业科学院植物保护研究所 植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100093||农业农村部桂林作物有害生物科学观测实验站,桂林 541399
水稻基因组编辑CRISPRCasX
Oryza sativa L.genome editingCRISPRCasX
《生物技术通报》 2023 (9)
40-48,9
海南省崖州湾种子实验室资助项目(B21HJ0215),农业农村部基因编辑创新利用重点实验室(海南),中国农业科学院农业科技创新工程
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