抗菌基因座 异烟肼 katG 、furA-katG 启动子、mabA 、inhA 、mabA-inhA 启动子、oxyR-ahpC 启动子 利福平 rpoB 吡嗪酰胺 pncA 启动子 乙胺丁醇 embB 、embC-A 启动子 氟喹诺酮类 gyrA 、gyrB 链霉素 rrs、rpsL 卡那霉素 eis 启动子、rrs 阿米卡星 rrs 乙硫异烟胺 ethA
在本研究中,我们描述了敲除标记基因 MAR1 的建立,用于在组织培养中选择 CRISPR/Cas9 编辑的拟南芥幼苗和番茄外植体。MAR1 编码一种位于线粒体和叶绿体中并参与铁稳态的转运蛋白。它还会随机将氨基糖苷类抗生素转运到这些细胞器中,而该基因的缺陷会导致植物对这些化合物不敏感。在这里,我们展示了由 CRISPR 系统诱导的 MAR1 突变使拟南芥植物和番茄组织具有卡那霉素抗性。MAR1 在多种植物物种中都是单拷贝的,相应的蛋白质形成一个独特的系统发育进化枝,从而可以轻松识别不同植物中的 MAR1 直系同源物。我们证明,在多重方法中,通过由 MAR1 突变介导的 CRISPR/Cas9 诱导的卡那霉素抗性来选择拟南芥幼苗,观察到第二个靶基因突变的频率高于仅因存在转基因而选择的对照群体。这种所谓的共同选择以前从未在植物中发生过。该技术可用于选择经过编辑的植物,如果编辑事件很少发生,这可能特别有用。
CRISPR/Cas9 因其简单性、设计灵活性和高效率而成为基因组工程的最重要工具。该技术可以同时在一个或多个目标序列中诱导点突变,也可以通过同源定向重组引入新的遗传变异。然而,这种方法在森林物种中仍未得到广泛探索。在本研究中,我们报告了栗属中 CRISPR/Cas9 介导的基因编辑的第一个例子。作为概念验证,我们以编码八氢番茄红素去饱和酶 (pds) 的基因为目标,该基因的突变会破坏叶绿素的生物合成,从而可以直观评估敲除效率。将欧洲栗 (Castanea sativa) 的球形和早期鱼雷阶段体细胞胚与针对 pds 两个保守基因区域的 CRISPR/Cas9 构建体共培养 5 天,然后在含有卡那霉素的选择培养基中培养。在选择培养基上进行 8 周的亚培养后,分离出 4 个卡那霉素抗性胚胎发生系。通过扩增子的目标桑格测序对这些系进行基因分型,表明基因编辑成功。子叶体细胞胚胎在 3% 麦芽糖中成熟,并在 4 ◦ C 下冷藏 2 个月。随后,对胚胎进行发芽过程以产生白化植物。这项研究为将 CRISPR/Cas9 系统用于欧洲栗的生物技术应用开辟了道路
(Pldh-ldh)与野生型相近,因此我们推测本菌株中质粒pIKM1大多为1个拷贝,这与Walker在C. thermocellum中的重测序数据一致,虽然最初已知该质粒在C. thermocellum中具有10-1000个拷贝数[9],这可能可以解释电转化后MTCK平板上菌落数少的原因。如图5所示,使用组成型启动子表达sgRNA,在没有同源性定向修复的情况下,无论转入多少个质粒,细胞都会因染色体断裂而死亡。而在有同源性定向修复的情况下,只要转入一个质粒,细胞也会因质粒断裂而死亡(失去卡那霉素抗性);
在新型植物育种技术 (NPBT) 中,CRISPR/Cas9 系统是用于靶基因编辑的有用工具,可快速改良植物的性状。该技术允许同时靶向一个或多个序列,以及通过同源定向重组引入新的遗传变异。然而,CRISPR/Cas9 技术对于某些多倍体木本植物来说仍然是一个挑战,因为必须同时靶向需要突变的所有不同等位基因。在这项工作中,我们描述了改进的方案,使用农杆菌介导的转化将 CRISPR/Cas9 系统应用于高丛蓝莓 (Vaccinium corymbosum L.)。作为概念验证,我们靶向编码八氢番茄红素去饱和酶的基因,该基因的突变会破坏叶绿素的生物合成,从而可以直观评估敲除效率。离体培养的蓝莓 cv. 的叶片外植体。 Berkeley 已用 CRISPR/Cas9 构建体进行转化,该构建体包含两个针对 pds 两个保守基因区域的向导 RNA(gRNA1 和 gRNA2),随后在富含卡那霉素的选择培养基中维持。在选择培养基中培养 4 周后,分离出卡那霉素抗性株系,并通过 Sanger 测序对这些株系进行基因分型,结果显示基因编辑成功。一些突变株系包括白化表型,即使两种 gRNA 的编辑效率都很低,gRNA1 的编辑效率在 2.1% 到 9.6% 之间,gRNA2 的编辑效率在 3.0% 到 23.8% 之间。这里我们展示了一种非常有效的高丛蓝莓商业品种“伯克利”的不定芽再生协议,以及在 Vaccinium corymbosum L. 中使用 CRISPR/Cas9 系统的进一步改进,为通过生物技术方法介导的育种开辟了道路。
主要突破实验由Boyer和Cohen的1973年进行。这些实验是当代DNA技术的先驱。在他们的研究中,他们成功合并了两个质粒(PSC 101和SC102),并使用大肠杆菌克隆靶质粒。四环素 - 抗性基因在质粒PSC101中发现,而质粒PC102中发现了抗卡那霉素的基因。将新生产的重组质粒插入细菌中时,它表现出对四环素和卡纳米霉素的抗性。Boyer和Cohen的第二轮研究更加完善。使用限制性核酸酶(ECOR I),从非洲爪的青蛙Xenophs Laevis的细胞中分离了编码蛋白质的基因(RRNA产生)。这是现代DNA技术的正式开始,并为当前的分子生物技术奠定了框架。
番茄既是一种重要的粮食作物,也是用于各种研究(包括了解基因功能)的模型植物。转化通常与番茄的所有广泛遗传和基因组资源相结合,以促进这些研究。我们实验室常用的转化方案已应用于许多不同的番茄基因型,并依赖于农杆菌对幼子叶切片的感染。我们使用载体系统进行过度表达,使用 RNA 干扰进行基因沉默,使用 CRISPR/Cas9 进行基因组编辑。用于设计基因构建体的载体包含可选择的标记基因,这些基因赋予对卡那霉素、潮霉素和除草剂成分双丙氨膦的抗性。本章详细介绍了我们遵循的农杆菌介导的番茄栽培和野生品种转化方案。
David S.博士在USAID喂食未来的全球生物技术马铃薯伙伴关系密歇根州立大学植物,土壤和微生物科学系1066 Bogue St. East Lansing,MI 48824 RSR编号24-046-046-01RSR RE:使用遗传工程的Moto Interib and Inib Protectib and criot conq,Blb2,rb2,rb2 r rb 2通过大肠杆菌的新霉素磷酸转移酶II基因的表达。尊敬的Douches博士:感谢您的日期为2024年2月15日的信,要求对使用基因工程(改良马铃薯)开发的马铃薯进行监管状态审查(RSR)。在您的来信中,您描述了使用VNT1,BLB2和MCQ1 R蛋白进行修改以允许晚期疫病保护,并通过表达来自Escherichia Coli的Neomycin磷酸磷酸酶II基因的Neomycin磷酸转移酶II的表达来对某些抗生素具有抵抗力,包括卡那霉素和新霉素。