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拟南芥中物种特异性部分基因重复在强正选择下对形态性状产生了新的表型效应
* 通讯作者：mlong@uchicago.edu (ML)；jbergelson@uchicago.edu (JB)；huangyuan@mail.kib.ac.cn (YH)。† 资深作者 ‡ 这些作者贡献相同 (YH、JC)。ML、JB 和 YH 设计了这项研究。YH 撰写了论文初稿。YH 和 JC 进行了所有实验，包括表型观察和分析、突变体生成、鉴定、表达、转录组和基因组测序以及进化分析。CD 和 SD 参与了群体遗传分析。CF 提供了植物材料。CF、YO、DL、SX 和 EM 修改了稿件。ML 和 JB 指导了这项研究，构思并监督了写作。根据作者须知 (https://academic.oup.com/plcell) 中所述的政策，负责分发与本文所述研究结果相关的材料的作者是：Manyuan Long (mlong@uchicago.edu)。
聚合酶θ缺陷型拟南芥的基因靶向
几十年来，农杆菌介导的转化一直是生成转基因植物的首选工具。在此过程中，携带转基因的 T-DNA 从细菌转移到植物细胞中，在那里它通过聚合酶θ (Pol h ) 介导的末端连接 (TMEJ) 随机整合到基因组中。通过同源重组 (HR) 将 T-DNA 靶向到特定基因组位点也是可能的，但此类基因靶向 (GT) 事件发生的频率很低，并且几乎总是伴随着随机整合事件。另一个复杂因素是，T-DNA 和目标位点重组的产物可能不仅映射到目标位点 (真正的 GT)，还可能映射到基因组中的随机位置 (异位 GT)。在本研究中，我们通过使用突变了 TEBICHI 基因（该基因编码 Pol h ）的拟南芥，研究了 TMEJ 功能如何影响植物中 GT 的生物学。在 TMEJ 功能强大的植物中，我们主要发现 GT 事件伴随着随机的 T-DNA 整合，而在 teb 突变体背景下获得的 GT 事件缺乏额外的 T-DNA 拷贝，证实了 Pol h 在 T-DNA 整合中的重要作用。Pol h 缺乏也会阻止异位 GT 事件，这表明导致此结果的事件序列需要 TMEJ。我们的研究结果提供了可用于制定在农作物中获得高质量 GT 事件的策略的见解。
基因靶向聚合物theta缺乏拟南芥
tumefaciens介导的转化一直是生成转基因植物的首选工具。在此过程中，携带转基因的T-DNA从细菌转移到植物细胞，在该细菌中，它通过聚合酶theta（Pol H）介导的末端连接（TMEJ）随机地整合到基因组中。通过同源重组（HR）将T-DNA靶向特定的基因组基因座（HR），但这种基因靶向（GT）事件以低频发生，几乎总是伴随着随机整合事件。另一个复杂性是，T-DNA和目标基因座之间的重组的乘积不仅可以映射到目标基因座（TRUE GT），还可以映射到基因组中的随机位置（异位GT）。在这项研究中，我们通过使用用于Tebichi基因的Tebichi Gene突变的拟南芥，研究了TMEJ功能如何影响植物中GT的生物学，该基因编码为polH。虽然在TMEJ-Profientient植物中，我们主要发现GT事件伴随着随机T-DNA整合，而在TEB突变体背景中获得的GT事件缺乏其他T-DNA拷贝，从而证实了POL H在T-DNA整合中的基本作用。pol H的表现也阻止了异位GT事件，这表明导致此结果的事件顺序需要TMEJ。我们的发现提供了见解，可用于制定策略以获得农作物中的高质量GT事件。
GRUSP 是一种通用应激蛋白，参与赤霉素依赖的拟南芥开花诱导
摘要 — 研究了 T-DNA 插入拟南芥 At3g58450 基因（该基因编码与发芽相关的通用应激蛋白 (GRUSP)）的 3'-UTR 区域的影响。研究发现，在长日照条件下，该突变会延迟 grusp-115 转基因株系的开花转变，这是因为与野生型植物 (Col-0) 相比，内源生物活性赤霉素 GA1 和 GA3 的含量降低。外源 GA 加速了这两个株系的开花，但没有改变 Col-0 和 grusp-115 之间开花开始时间的差异。除了 GA 代谢的变化之外，grusp-115 显然在诱导开花信号的实现方面存在干扰。开花整合因子 FLOWERING LOCUS T ( FT ) 和开花抑制因子 FLOWERING LOCUS C ( FLC ) 的基因表达结果证实了这一点，它们是关键的开花调节因子，作用相反。我们假设，由于 FLC 表达上调，FT 表达水平较低也会影响 grusp-115 表型的形成。
CRISPR/CAS9介导的HOS1敲除揭示其在拟南芥中次生代谢调节中的作用 智能家居电源管理算法，用电动汽车和光伏面板“ 2279 全基因组识别和分析胡椒（Capsicum annuum L.）中高度特定的CRISPR/CAS9编辑位点 量子力学的经典本体论的末尾？ 基于同步辐射的电池材料表征 胰岛素ICODEC周刊：类型2 ... 的基础胰岛素类似物 使用DNA编码的图书馆技术和机器学习增强化学空间 靶向肿瘤抗性机制
摘要：在拟南芥中，含环的E3泛素连接酶高表达的高响应基因1（HOS1）是冷信号传导的主要调节剂。在这项研究中，进行了第一个外显子中HOS1基因的CRISPR/CAS9介导的靶向诱变。DNA测序表明，由HOS1的基因组编辑引入的固定插入导致出现过早的停止密码子，从而破坏了开放的阅读框架。将获得的HOS1 CAS9突变植物与SALK T-DNA插入突变体（HOS1-3线）进行了比较，就其对非生物胁迫的耐受性，二级代谢产物的积累和参与这些过程的基因表达水平的积累而言。在暴露于冷应激后，在HOS1-3和HOS1 Cas9植物中都观察到了冷响应基因的耐受性和表达。HOS1突变会导致转化细胞中植物甲状腺素合成的变化。葡萄糖醇（GSL）的含量被1.5次下调，而转基因植物中氟乙醇糖苷的上调为1.2至4.2倍。还改变了拟南芥中次级代谢的相应MYB和BHLH转录因子的转录物丰度。我们的数据表明，HOS1调节的下游信号传导与植物甲壳虫生物合成之间存在关系。
CRISPR/CAS9的基因组编辑工具箱，用于拟南芥
CRISPR/CAS9系统已成为一种强大的基因组工程工具，用于研究基因功能并改善植物特征。基因组编辑是通过Cas9核酸内切酶在特定的基因组序列上实现的，以产生由短导RNA（SGRNA）指导的双标准断裂（DSB）。DSB通过容易出错的非同源末端连接（NHEJ）或无错误的同源指导修复（HDR）路径来修复，分别导致基因突变或序列替换。这些细胞DSB修复途径可以被利用以敲除或替换基因。另外，胞质或腺嘌呤碱基编辑器（CBES或ABE）融合到催化死亡的Cas9（DCAS9）或Nickase Cas9（NCAS9）（NCAS9）时，也用于执行精确的基础编辑而无需生成DSB。在本章中，我们描述了通过使用基于CRISPR/CAS9的系统在拟南芥基因组中执行单个/多基因突变和精确基础编辑的详细程序。特别是，描述了转基因线的目标基因选择，SGRNA设计，矢量结构，转化和分析的步骤。该方案有可能适应在其他植物物种（例如水稻）中进行基因组编辑。
使用crispr/ttlbcas12a用于planta基因靶向A. thaliana
CRISPR/CAS系统通过诱导特定位点DNA双链断裂（DSB）启用基因编辑。但是，诱导的修饰的性质高度取决于用于DNA DSB修复的机制。非同源末端连接（NHEJ）介导的靶向诱变是由CRISPR/CAS诱导的一种已经标准应用的工具，可以在特定的基因组位点导致各种不同种类的突变。尽管如此，使用同源供体序列的精确基因组修饰仍然具有挑战性。的应用取决于较不频繁的同源重组（HR）需要进一步改进，以创建一种有吸引力的植物应用工具。着眼于这个问题，我们开发了植物基因靶向（IPGT）系统，该系统基于同时切除稳定集成的同源供体序列和目标位点中DSB的诱导。近年来，增强了基因靶向（GT）频率的几种改进。在为IPGT链球菌CAS9（SP Cas9）和金黄色葡萄球菌Cas9（SA Cas9）成功地促进了，我们能够使用lachnospileceae cas12a（lb cas12a）进一步改善该系统，这也可以在T-rich区域进行切割。 最近，我们测试了IPGT的LB CAS12A（TT LB CAS12A）的改进，耐温度的版本，并能够进一步提高GT效率。 在这里，我们详细介绍了使用TT LB Cas12a详细介绍最近发布的IPGT系统的实验程序。 ©2020作者。，我们能够使用lachnospileceae cas12a（lb cas12a）进一步改善该系统，这也可以在T-rich区域进行切割。最近，我们测试了IPGT的LB CAS12A（TT LB CAS12A）的改进，耐温度的版本，并能够进一步提高GT效率。在这里，我们详细介绍了使用TT LB Cas12a详细介绍最近发布的IPGT系统的实验程序。©2020作者。