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基于 CRISPR 的基因驱动为控制疾病传播媒介和农业害虫提供了良好的前景。成功的抑制型驱动面临的一个重大挑战是抗性等位基因的快速进化。减轻抗性发展的一种方法是使用多个 gRNA 靶向功能受限区域。在本研究中,我们构建了一个 3-gRNA 归巢基因驱动系统,该系统针对臭名昭著的水果害虫果蝇 (Drosophila suzukii) 的隐性雌性生育基因酪氨酸脱羧酶 2 (Tdc2)。我们的调查显示,生殖系中的归巢水平较低,但喂食章鱼胺可恢复 Tdc2 突变雌性的产卵缺陷,与其他抑制驱动目标相比,它更容易维持品系。我们在果蝇中测试了类似系统的有效性,并通过引入启动子-Cas9 转基因来构建额外的分裂驱动系统,以提高归巢效率。我们的研究结果表明,野生种群的遗传多态性可能限制基因驱动等位基因的传播,而位置效应对 Cas9 活性有深远的影响。此外,这项研究凸显了有条件地挽救基因驱动引起的雌性不育症的潜力,为基因驱动转基因昆虫的工业规模生产提供了宝贵的工具。
摘要:斑点的果蝇(果蝇苏木木松木)是东亚的原生,但已成为对水果生产的全球威胁。近年来,在该物种中建立了CRISPR/CAS9靶向,允许进行功能性基因组和遗传控制研究。在这里,我们报告了D. suzukii表达Cas9菌株的产生和表征。使用含有EGFP荧光标记基因的Piggybac构建体生成了五个独立的转基因线,而在D. melanogaster Heat Hote Hote蛋白70启动子和3'UTR的控制下,Cas9基因在CAS9基因下产生。热震(HS)处理的胚胎,揭示了转基因CAS9表达的强热诱导性。通过将靶向EGFP的GRNA注入一条选定的线中,G 0倍的50.0%显示出镶嵌的荧光表型,而G 0倍的G 0倍产生的G 1突变体没有HS。通过应用HS,这种体细胞和种系诱变率分别增加到95.4%和85.7%。接受HS的父母植物导致其后代的突变遗传(92%)。另外,针对内源基因黄色导致色素沉着和男性致死性。我们讨论了这些效率和温度依赖性CAS9菌株的潜在用途用于铃木D. suzukii中的遗传研究。
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