花生 ( Arachis hypogaea L.) 是豆科植物的异源四倍体,能够在热带和亚热带地区生长茂盛,被认为是一种很有前途的全球油籽作物。提高油酸含量已成为花生育种的主要目标之一,因为它具有降低血液胆固醇水平等健康益处、抗氧化特性以及延长保质期等工业效益。花生基因组测序已证明存在编码脂肪酸去饱和酶 2 ( FAD2 ) 的同源基因 AhFAD2A 和 AhFAD2B,它们负责催化单不饱和油酸转化为多不饱和亚油酸。研究表明,导致 FAD2 基因移码或终止密码子的突变会导致油中油酸含量升高。在本研究中,使用与不同脱氨酶融合的 Cas9 构建了两个表达载体 pDW3873 和 pDW3876,并测试了它们作为诱导花生 AhFAD2 基因启动子和编码序列点突变的工具。两种构建体都含有单核酸酶无效变体 nCas9 D10A,PmCDA1 胞嘧啶脱氨酶与该变体融合到 C 端(pDW3873),而 rAPOBEC1 脱氨酶和尿嘧啶糖基化酶抑制剂 (UGI) 分别融合到 N 端和 C 端(pDW3876)。将三个 gRNA 独立克隆到两个构建体中,并在 AhFAD2 基因的三个靶位点测试其功能和效率。两种构建体都显示出碱基编辑活性,其中在靶向编辑窗口中胞嘧啶被胸腺嘧啶或其他碱基取代。 pDW3873 的效率高于 pDW3876,表明前者是花生中更好的碱基编辑器。这是一个重要的进步,因为将现有突变基因渗入优良品种可能需要长达 15 年的时间,这使得该工具对花生育种者、农民、行业以及最终对消费者都大有裨益。
在这项研究中,我们生成并比较了三个针对马铃薯(卵巢结核)制成的胞苷碱基编辑器(CBE),该量子量其最多赋予了原生质体池中所有等位基因的43%C-T转换。早些时候,基因编辑的马铃薯植物是通过聚乙烯二烯介导的CRISPR/CAS9转化原生质体的转化而成功产生的。在一项研究中,通过用内源性马铃薯ST U6启动子替换U6-1启动子的标准拟南芥,从而获得了3 - 4倍的编辑效率。在这里,我们使用了这种优化的构建体(SP Cas9/ st u6-1 :: grna1,Target GRNA序列GGTC 4 C 5 TTGGAGC 12 AAAAAC 17 TGG)用于生成CBES量身定制的马铃薯,并测试了用于C-T碱基编辑的CBES在Granule-Bounchase-bound starch synthase 1 Gene中的C-T碱基编辑。首先,将链球菌CAS9转化为(D10A)Nickase(NCAS9)。接下来,来自人hapobec3a(A3a),大鼠(EVO_RAPOBEC1)(RA1)或Sea Lamprey(EVO_ PM CDA1)(CDA1)的三种胞质脱氨酶之一(cda1)与NCAS9和A尿素 - DNA Glycosylase融合了C-Encas9(CDA1)与每种模块化的链接。CBE的总体高度有效,A3A具有最佳的总体基础编辑活动,平均为34.5%,34.5%和27%的C-T转换为C4,C5和C12,而CDA1的平均基础编辑活动的平均基础编辑活性为34.5%,34%,34.5%,14.25%C4和C4,C4和C4,C4和C4,C4和C4,C4。ra1在C4和C5时表现出平均基础编辑活性为18.75%,19%的基础编辑活动,是唯一在C12时显示C-TO-T转换的基本编辑器。
