通过DDCBE介导的碱基编辑产生的植物细胞器基因组突变。a,用于生成叶绿体和线粒体基因组编辑植物的方案图。b,cp-g-t-t∙cp-ddcbe tranfected calli中的转换的效率,具有代表性的sanger测序色谱图。转化后的核苷酸以红色显示在左侧的序列中。箭头指示色谱图中取代的核苷酸。c,DDCBE诱导的基础编辑频率在重生的Calli中。d,选择16S rDNA突变体。红色箭头指示链霉素选择的Calli。e,转染了编码CP-DDCBE的MRNA后引起的C-T转换的频率
使用叶片组织作为外植物材料的单子蛋白转化的最新进展已扩大了能够转基因的草物种的数量。然而,矢量的复杂性和对基本形态调节剂的诱导切除率的依赖性迄今已有限的广泛应用。Plant RNA viruses, such as Foxtail Mosaic Virus (FoMV), present a unique opportunity to express morphogenic regulator genes, such as Babyboom ( Bbm ), Wuschel2 ( Wus2 ), Wuschel-like homeobox protein 2a ( Wox2a ), and the GROWTH- REGULATING FACTOR 4 (GRF4) GRF-INTERACTING FACTOR 1 (GIF1) fusion protein transiently在叶外植物组织中。此外,传统和病毒矢量的利他传递可以提供简化用于叶片转化的向量的机会 - 促进矢量优化并降低对形态学调节基因整合的依赖。在这项研究中,使用高粱双高粱叶叶植体促进胚胎calli的形成的能力,这是促进胚胎转化方案的关键步骤的能力。尽管传统的叶转换载体产生了可行的胚胎calli(43.2±2.9%:GRF4-GIF1,50.2±3%:BBM / WUS2),但采用GRF4-GIF1形态学调节剂的极端传统载体导致提高的效率,导致了改善的效率(61.3±4.7%)。无私的递送,分别为75.1±2.3%和79.2±2.5%的胚胎calli形成。由常规和病毒载体产生的胚胎calli产生了表达荧光记者的芽,并使用分子分析证实。这项工作为使用利他的载体和病毒表达的形态学调节剂提供了重要的概念证明,以改善植物转化。
使用叶片组织作为外植物材料的单子蛋白转化的最新进展已扩大了能够转基因的草物种的数量。然而,矢量的复杂性和对基本形态调节剂的诱导切除率的依赖性迄今已有限的广泛应用。Plant RNA viruses, such as Foxtail Mosaic Virus (FoMV), present a unique opportunity to express morphogenic regulator genes, such as Babyboom ( Bbm ), Wuschel2 ( Wus2 ), Wuschel-like homeobox protein 2a ( Wox2a ), and the GROWTH- REGULATING FACTOR 4 (GRF4) GRF-INTERACTING FACTOR 1 (GIF1) fusion protein transiently在叶外植物组织中。此外,传统和病毒矢量的利他传递可以提供简化用于叶片转化的向量的机会 - 促进矢量优化并降低对形态学调节基因整合的依赖。在这项研究中,使用高粱双高粱叶叶植体促进胚胎calli的形成的能力,这是促进胚胎转化方案的关键步骤的能力。尽管传统的叶转换载体产生了可行的胚胎calli(43.2±2.9%:GRF4-GIF1,50.2±3%:BBM / WUS2),但采用GRF4-GIF1形态学调节剂的极端传统载体导致提高的效率,导致了改善的效率(61.3±4.7%)。无私的递送,分别为75.1±2.3%和79.2±2.5%的胚胎calli形成。由常规和病毒载体产生的胚胎calli产生了表达荧光记者的芽,并使用分子分析证实。这项工作为使用利他的载体和病毒表达的形态学调节剂提供了重要的概念证明,以改善植物转化。
CRISPR/CAS9基因编辑技术在许多植物物种(包括大米)的编辑基因方面非常有效。在这里,我们进一步改善了当前的CRISPR/CAS9基因编辑技术,以隔离无基因和靶基因编辑植物所需的效率和时间。我们将CRISPR/CAS9盒子与激活花青素生物合成的单元相连,为检测转基因的存在提供了可见的标记。花青素标志物辅助CRISPR(AAC)技术使我们能够在Calli阶段识别转基因事件,以选择具有CAS9表达升高的转化子,并识别领域中的无经晶植物。我们使用AAC技术来编辑Lazy1和G1,并成功地生成了T1代的许多无转基因和靶基因编辑的植物。AAC技术大大降低了米饭中编辑目标基因所需的人工,时间和成本。
结果和讨论:在总共617个共培养Calli中,21(3.4%)再生芽表现出三种不同的表型:白化,嵌合和浅绿色;与野生型非转化的再生芽相比。在白化芽中,总叶绿素含量大大降低,并且在嵌合芽中显着降低。在六个CAS9基因确认的再生芽中,两种芽表现出由于插入/缺失(Indels)和ACPDS靶点位置和周围的基于替代的突变而引起的白化表型。深度扩增子测序显示两个SGRNA之间的indel频率显着,范围从1.2%到63.4%,以及53.4%的替代频率。ACPDS基因的突变产生了可检测到的白化病表型,因此确定了ACPDS基因的成功编辑。这是第一次在洋葱中成功建立了CRISPR/CAS9介导的基因组编辑方案,而ACPD基因作为一个例子。这项研究将为研究人员提供进一步的洋葱基础研究和应用研究的必要动力。
转化和基因组编辑技术是从基础研究到实用材料生产、植物育种等实际应用领域中不可或缺的技术。在植物研究中,遗传转化、基因组编辑技术、个体再生以及组织和细胞培养系统都是必不可少的。组织培养研究始于20世纪初。Haberlandt(1902)提出植物细胞具有全能性,这通过发现从生长中的愈伤组织中分化出的不定芽得到证实(White等人,1939)。随后,许多研究人员尝试诱导不定芽和根的分化。组织和细胞培养技术的突破是植物激素的发现,例如细胞分裂素和生长素。研究发现,控制细胞分裂素与生长素的比例可以调节烟草的不定芽和根的分化(Skoog和Miller,1957)。Steward等人(1958)和Reinert(1959)从胡萝卜愈伤组织诱导体细胞胚再生出完整的植物。该生长过程在形态上类似于受精卵的胚胎发育,因此再生被称为体细胞胚胎发生。这一认识为研究分化机制和应用遗传转化和基因组编辑提供了一种重要方法。同时,许多用于培养组织和细胞的基础培养基也被开发出来,其中一些至今仍在使用。Murashige 和 Skoog (1962) 报道了一种通过培养烟草髓细胞来优化营养浓度的培养基(MS 培养基)。Gamborg 等人 (1968) 报道了用于培养大豆根尖细胞的 B5 培养基。其他已建立的培养基包括 White 培养基(White 1963)、LS 培养基(Linsmaier 和 Skoog 1965)、NN 培养基(Nitsch 和 Nitsch 1969)、N6 培养基(Chu 1978)和 AA 培养基(Müller 和 Grafe 1978)。通过调节植物激素条件、改变碳源、改良无机盐等,可以开发出适合每种植物材料的培养基。
摘要 在本研究中,我们评估了水杨酸在减少枣椰树体外培养中真菌污染方面的作用以及水杨酸对茎尖上形成的愈伤组织再生体细胞胚的影响。最常见的真菌是链格孢菌(37%)、镰刀菌(25%)、烟曲霉(18%)和扩展青霉菌(6%)。使用马铃薯葡萄糖琼脂,水杨酸限制菌丝生长,浓度较高时则延缓菌丝生长。与对照(12.3%)相比,将浓度为 1.5 和 2.0 mM 的水杨酸添加到含有 2iP 和 NAA 的 MS 培养基中,可显著提高愈伤组织外植体的胚胎发生率,分别达到 64.9% 和 56.7%。与对照相比,水杨酸还使胚胎的幼苗发育速度提高了约 27%。水杨酸促进了根系和茎部的生长,提高了叶绿素含量。结果表明,在MS培养基中添加1.5mM水杨酸,叶片中IAA和ABA的浓度显著增加,IBA的浓度降低。关键词:初始培养,体细胞胚胎发生,小植株发育,生长调节剂含量
摘要:在巴基斯坦,棉花作物占国内生产总值的 23%,其大量出口为贸易业务提供了 60% 的总利润。不幸的是,双子病毒以惊人的速度摧毁了棉花作物。现在,CLCuV 导致棉花作物发生棉花卷叶病毒病并降低其产量。这种病毒对棉花植物的攻击给巴基斯坦造成了 50 亿美元的损失。在这方面,使用了一些传统方法,如植物育种和特定的 RNA 编辑。同时,生物技术引入了一些非常有吸引力的技术,这些技术具有根除这种疾病的巨大潜力。这些技术包括 ZFN、TALEN 和 CRISPR/Cas9。在我的研究中,采用 CRISPR 方法是因为其具有出色的位点特异性诱变效率。不同 CLCuV 的 rep 基因的保守位置被确定为靶位点。这些特定位点为 3 个 gRNA 的建立提供了信息。克隆了具有多个引导RNA和1Cas9的单一表达载体pHSE-401。使用了特定的棉花品种coker-312。通过切除棉花植株的下胚轴并通过农杆菌EHA-105菌株进行传递感染来进行载体的转化。然后,将1000个感染性下胚轴转移到具有各自抗生素的MSB上,然后转移到将下胚轴边缘转化为愈伤组织的再生培养基上。仅获得两个转基因愈伤组织,转基因愈伤组织的百分比为0.02%,通过PCR筛选并在凝胶上进行电泳。200bp的条带证实了棉花愈伤组织中存在CRISPR/Cas9构建体。关键词:CRISPR/Cas9,多重载体,3gRNA和Cas9,农杆菌,转化,愈伤组织。版权所有 © 2020 作者:这是一篇开放获取的文章,根据知识共享署名 4.0 国际许可(CC BY-NC 4.0)分发,允许在任何媒体中无限制地使用、分发和复制,用于非商业用途,前提是注明原作者和出处。 1. 引言 巴基斯坦的经济主要依靠农业部门。其在 GDP 中的百分比为 19.82%,但农业部门的参与度从 1950 年的 50% 下降到 2014 年的 21% 左右。农产品、林业劳动力、牲畜养殖和农作物转化所赚取的收入养活了巴基斯坦 64% 的乡村人口。据统计,66% 的巴基斯坦人在农业部门就业。在 20 世纪的十年里,农产品的年增长率为 2.5%。在 1997 年的农业一揽子计划中,农作物产量增长了 5.9%。为了提高农业生产力,年产量从 2010 年的 0.2% 增加到 2015 年的 2.9%(匿名,2014-2015 年)。
我们的东道国蒙特利尔(Montréal)成立于1642年,是新法国乃至北美最早的定居点之一。在其许多博物馆中都讲述了其庞大而多样化的历史,包括引人入胜的考古博物馆(Pointe-à-Callière),位于旧港口。曾经是城市的商业中心的旧港口,现在是一个迷人而活跃的四分之一,拥有丰富的美术馆,餐馆和酒吧,值得一游。耸立在城市上的是蒙特利尔的“山”(皇家山),该市以其名字命名。从这里有一个壮观的城市景色。向东看,随便的观察者可以看到'76夏季奥运会遗址,其标志性的体育场结构。奥林匹克遗址现在拥有许多景点,包括新的天文馆和世界知名的生物梅(Biodôme),其中包含4个不同的生态系统。附近,是加拿大蒙特利尔植物园国家历史遗址,这是一个190英亩的遗址,拥有22,000种不同的物种,温室和蒙特利尔昆虫。从山上向南看,蒙特利尔市中心被布置,其主要的通道圣凯瑟琳从东部的村庄延伸,穿过Quartier des Spectacles,主持了户外音乐会和表演,然后才驶向西岛。圣凯瑟琳(St. Catherine)和Is Cross Street St. Laurent主持了各种不同的餐厅和酒吧,您可以在那里品尝蒙特利尔(Montréal)的食物,例如烟熏肉三明治,并与当地啤酒和葡萄酒一起品尝poutine。
摘要 植物原生质体是利用基因编辑对所需性状进行遗传操作的可靠实验系统。尽管如此,突变原生质体的选择和再生仍具有挑战性,而随后恢复成功编辑的植物是先进植物育种技术的一个重要瓶颈。为了缓解与原生质体转基因表达和原生质体再生相关的障碍,开发了一种新方法。结果表明,线性化 DNA 可以有效转染马铃薯原生质体,而来自各种植物的 UBIQUITIN10 启动子可以有效地指导转基因表达。此外,还对转染原生质体的卡那霉素抑制浓度进行了标准化,新霉素磷酸转移酶 2 ( NPT2 ) 基因可用作富集转染原生质体的有力选择标记。此外,BABYBOOM ( BBM ) 转录因子的瞬时表达促进了原生质体衍生愈伤组织的再生。总之,这些方法显著增加了对表现出高转基因表达的原生质体的筛选,从而显著提高了原生质体衍生愈伤组织中基因编辑事件的发生率,达到 95%。本研究开发的方法促进了四倍体马铃薯植物的基因编辑,并为多倍体生物中的复杂基因操作开辟了道路。