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预组装 Cas9 核糖核蛋白介导的基因缺失鉴定了灰盖菇中的碳分解代谢阻遏物及其靶基因
摘要 Cre1 是一种重要的转录因子，可调节碳分解代谢抑制 (CCR)，在真菌中广泛保守。cre1 基因已在几种子囊菌中得到广泛研究，而其在担子菌物种中基因表达调控的作用仍不太清楚。在这里，我们鉴定了 Coprinopsis cinerea 并研究了 cre1 的作用，Coprinopsis cinerea 是一种可以有效降解木质纤维素植物废物的担子菌模型蘑菇。我们使用一种基于 PCR 扩增的分裂标记 DNA 盒以及体外组装的 Cas9 引导 RNA 核糖核蛋白 (Cas9 RNPs) 的快速有效的基因缺失方法来生成 C. cinerea cre1 基因缺失菌株。两个独立的 C. cinerea cre1 突变体的基因表达谱显示碳水化合物代谢、植物细胞壁降解酶 (PCWDE)、质膜转运蛋白相关基因和几种转录因子编码基因等显著失调。我们的研究结果支持以下观点：与子囊菌中的报告一样，C. cinerea 的 Cre1 通过多种基因的联合调节来协调 CCR，包括 PCWDE、正向调节 PCWDE 的转录因子和可以导入可诱导 PWCDE 表达的单糖的膜转运蛋白。有些矛盾的是，虽然与其他伞菌一致，但与木质素降解相关的基因在 cre1 突变体中大多下调，表明它们受到的调节与其他 PCWDE 不同。基因缺失方法和此处提供的数据将扩展我们对担子菌中 CCR 的了解，并为与植物生物质降解相关的基因提供功能假设。
使用预组装的 CRISPR-Cas9 核糖核蛋白复合物在禾谷镰刀菌中进行基因组编辑
使用成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)-CRISPR 相关蛋白 9 (Cas9) 系统进行基因组编辑极大地促进了真菌病原体的遗传分析。穗枯萎病真菌禾谷镰刀菌会给具有重要经济价值的谷类作物造成毁灭性损失。最近开发用于禾谷镰刀菌的 CRISPR-Cas9 系统使得基因组编辑更加高效。在本研究中，我们描述了一种基于 CRISPR-Cas9 的基因组编辑工具，用于将预组装的 Cas9 核糖核蛋白 (RNP) 直接递送到禾谷镰刀菌的原生质体中。使用 RNP 显著增加了转化子的数量和成功用选择标记替换目标基因的转化子的百分比。我们表明，由 Cas9 核糖核蛋白介导的单个双链 DNA 断裂足以实现基因删除。此外，短同源重组仅需要靶基因两侧 50 个碱基对区域。Cas9 RNPs 的高效率使得大规模功能分析、必需基因的鉴定和基因删除成为可能，而这些是传统方法难以实现的。我们期望我们的方法将加速禾谷镰刀菌的遗传学研究。