柑橘溃疡病影响柑橘生产。该病由柑橘黄单胞菌(Xcc)引起。先前的研究证实,在 Xcc 感染期间,转录激活因子样效应物 (TALE) PthA4 会从病原体转移到宿主植物细胞中。PthA4 与溃疡病易感基因 LOB1(EBE PthA4 -LOBP)启动子区中的效应物结合元件 (EBE) 结合,激活其表达,随后引起溃疡症状。之前,采用 Cas12a/CBE 共编辑方法破坏高度纯合的柚子的 EBE PthA4 -LOBP。然而,大多数商业柑橘品种都是杂合杂交种,更难产生纯合/双等位基因突变体。在这里,我们采用 Cas12a/CBE 共编辑方法来编辑 Hamlin(Citrus sinensis)的 EBE PthA4 -LOBP,这是一种在世界范围内种植的商业杂合柑橘品种。构建了二元载体 GFP- p1380N-ttLbCas12a:LOBP1-mPBE:ALS2:ALS1,并证明其可通过 Xcc 促进的农杆菌素过滤在 Hamlin 叶片中发挥作用。该构建体允许通过 GFP 选择无转基因再生体,编辑 ALS 以生成抗氯磺隆再生体作为基因组编辑的选择标记,这是通过 nCas9-mPBE:ALS2:ALS1 瞬时表达 T-DNA 的结果,并通过 ttLbCas12a 编辑感兴趣的基因(即本研究中的 EBE PthA4 -LOBP),从而产生无转基因柑橘。共产生了 77 株幼苗。其中 8 株幼苗为转基因植株(#Ham GFP 1 - #Ham GFP 8),4 株幼苗为非转基因植株(#Ham NoGFP 1 - #Ham NoGFP 4),其余为野生型。在 4 株非转基因幼苗中,三个品系(#Ham NoGFP 1、#Ham NoGFP 2 和 #Ham NoGFP 3)含有 EBE pthA4 的双等位基因突变,一个品系(#Ham NoGFP 4)含有 EBE pthA4 的纯合突变。我们在 C. sinensis cv. Hamlin 中实现了 EBE PthA4 – LOBP 的 5.2% 非转基因纯合/双等位基因突变效率,而之前研究中柚子的突变效率为 1.9%。重要的是,存活下来的 4 株无转基因植株和 3 株转基因植株均能抵抗柑橘
丁香假单胞菌引起的疾病 Reyhaneh Ravanbakhshian-HabibAbadi、Mandana Behbahani*、Hassan Mohabatkar 伊斯法罕大学生物科学与技术学院生物技术系 摘要 丁香假单胞菌是一种革兰氏阴性细菌,可导致多种植物的多种疾病。抑制丁香假单胞菌生长的策略包括保护性措施;然而,由于其传播迅速,控制这种疾病很复杂。若干抗菌剂可以预防这种疾病,如化合物、生物制剂、次生代谢产物、纳米颗粒、噬菌体和抗菌肽 (AMP)。控制这种疾病最有效的方法是化学防治。使用铜化合物和抗生素是减轻溃疡病症状的常规做法。然而,由于化学品和杀菌剂造成的环境污染以及丁香假单胞菌不同致病变种的耐药性,需要其他的细菌病原体控制方法。在体外条件下,使用拮抗细菌的生物防治已显示出对抗丁香假单胞菌的良好效果。新的研究重点是利用植物的次生代谢产物来控制植物疾病。研究表明,当精油被像中孔二氧化硅这样的纳米粒子保护着免于降解和蒸发时,可以提高它们的抗菌活性。使用纳米粒子,尤其是银,是控制丁香假单胞菌的一种合适策略。然而,高浓度的银纳米粒子是有毒的。建议使用噬菌体和 AMP 作为控制农业细菌感染(包括丁香假单胞菌)的替代品。噬菌体和次生代谢产物的联合治疗已显示出更高的功效,有可能克服抗药性。然而,噬菌体和 AMP 价格昂贵且有限。最后,使用低浓度的次生代谢产物和纳米粒子具有经济效益和抗菌活性,而没有植物毒性。关键词:生物制剂;次生代谢产物;纳米粒子;噬菌体;抗菌肽简介 丁香假单胞菌是一种革兰氏阴性微生物,可导致植物发生各种疾病,包括一些水果、谷物和花卉,导致斑点、斑块和枯萎病等疾病 [1, 2]。丁香假单胞菌有两个有组织的生长阶段:附生阶段,此时细菌生活在植物组织的外部部分(通常在地上);内生阶段,此时细菌进入植物组织并接管细胞间质外体空间 [3]。宿主中形成的病变与群体感应控制的毒力因子有关 [4]。
摘要:由柑橘黄单胞菌(Xcc)引起的柑橘溃疡病是全球大多数柑橘产区的重要经济病害。Xcc 分泌一种转录激活因子样效应物 (TALE) PthA4,与溃疡病易感基因 LOB1 启动子区的效应物结合元件 (EBE) 结合,激活其表达,从而引起溃疡症状。利用 Cas9/gRNA 编辑 EBE 区域已用于生成抗溃疡病的柑橘植株。然而,生成的大多数 EBE 编辑株系含有 1–2 bp 的插入/缺失,这更有可能通过 PthA4 适应来克服。TALE 的适应能力与与 EBE 的错配数量呈负相关。已知 LbCas12a/crRNA 产生的缺失比 Cas9 更长。在本研究中,我们使用了一种耐高温且更高效的 LbCas12a 变体 (ttLbCas12a),该变体含有单个替换 D156R,用于修改 LOB1 的 EBE 区域。我们首先构建了 GFP-p1380N-ttLbCas12a:LOBP,经证实,该变体在柚子 (Citrus maxima) 叶片中通过 Xcc 促进的农杆菌渗滤而发挥功能。随后,我们在柚子中稳定表达了 ttLbCas12a:LOBP。生成了八个转基因株系,其中七个株系显示 EBE 的 100% 突变,其中一个株系是纯合的。EBE 编辑株系具有高达 10 bp 的 ttLbCas12a 介导的缺失。重要的是,这七个株系具有抗溃疡病性,并且未检测到脱靶。综上所述,ttLbCas12a 可有效利用来生成具有短缺失的双等位基因/纯合柑橘突变系,从而为柑橘的功能研究和育种提供有用的工具。