株系

94 个 CRISPR-Cas9 表达 T0 转基因烟草株系的基因编辑谱揭示了目标基因的高嵌合编辑频率

摘要：嵌合编辑是基因编辑中经常报道的技术。为了评估嵌合编辑的普遍情况，我们构建了携带标记β-葡萄糖醛酸酶基因（gusA）的转基因烟草品系，并将CRISPR-Cas9编辑载体引入转基因烟草品系中以敲除gusA，然后研究T0代及后续代中gusA的编辑效率。编辑载体携带一个由花椰菜花叶病毒35S启动子驱动的Cas9基因，以及两个引导RNA，gRNA1和gRNA2，分别由拟南芥U6（AtU6）和U3（AtU3）启动子驱动。两个gRNA被设计用于敲除gusA编码区的一个42个核苷酸的片段。利用农杆菌介导的转化和潮霉素选择将编辑载体转化到含有gusA的烟草叶中。使用抗潮霉素的独立 T 0 转基因株系通过组织化学 GUS 测定、聚合酶链式反应 (PCR) 和 PCR 扩增子的下一代测序来评估 gusA 编辑效率。94 个 T 0 转基因株系的靶序列图谱显示，这些株系是由未经编辑的细胞再生而来的，随后进行了编辑，并在再生期间或之后在这些株系中产生了嵌合编辑细胞。其中两个株系的 42 bp 核苷酸对的靶片段被去除。详细分析表明，在 4.3% 和 77.7% 的 T 0 转基因株系中分别发现了 AtU6-gRNA1 位点和 AtU3-gRNA2 位点的靶突变。为了解决 T 0 株系中编辑效率极低的问题，我们从嵌合株系进行了第二轮芽诱导，以提高获得所有或大多数细胞都经过编辑的株系的成功率。 T 0 转基因系中的突变谱为理解利用组成型表达的 CRISPR-Cas9 和 gRNA 进行植物细胞中的基因编辑提供了宝贵的信息。