硬度是草莓最重要的果实品质性状之一。这种软果实采后保质期在很大程度上受到硬度损失的限制,而细胞壁的分解起着重要作用。先前的研究表明,多聚半乳糖醛酸酶 FaPG1 在草莓软化过程中对果胶的重塑起着关键作用。在本研究中,使用农杆菌传递的 CRISPR/Cas9 系统生成了 FaPG1 敲除草莓植株。获得了 10 个独立品系 cv.“Chandler”,经 PCR 扩增和 T7 内切酶测定确定所有品系均已成功编辑。使用靶向深度测序分析了定向诱变插入和删除率。编辑序列的百分比从 47% 到几乎 100% 不等,其中 7 个选定品系的编辑序列百分比高于 95%。表型分析表明,在所分析的 8 个品系中,有 7 个品系产生的果实明显比对照更坚硬,硬度增加了 33% 到 70%。 FaPG1 编辑程度与果实硬度增加呈正相关。其他果实品质特征(如颜色、可溶性固体、可滴定酸度或花青素含量)的变化很小。编辑后的果实在采后软化率降低,蒸腾水分损失减少,受灰葡萄孢菌接种的损害较小。对四个潜在脱靶位点的分析未发现突变事件。总之,使用 CRISPR/Cas9 系统编辑 FaPG1 基因是提高草莓果实硬度和保质期的有效方法。
随着全基因组关联研究揭示了许多神经系统疾病的异质遗传基础,研究特定基因对大脑发育和功能的贡献的需求也随之增加。依靠小鼠模型来研究特定基因操作的作用并不总是可行的,因为转基因小鼠品系非常昂贵,而且许多新的疾病相关基因还没有市售的遗传品系。此外,创建小鼠品系可能需要多年的开发和验证。子宫内电穿孔提供了一种相对快速简便的方法,可以在体内以细胞类型特异性的方式操纵基因表达,只需开发 DNA 质粒即可实现特定的基因操作。双侧子宫内电穿孔可用于靶向大量额叶皮层锥体神经元。将这种基因转移方法与行为方法相结合,可以研究基因操作对前额叶皮层网络功能以及幼鼠和成年鼠社会行为的影响。
那么,家养蚕蛾和红蚕蛾诱导休眠的机制究竟有何不同呢?为了研究这一问题,该研究小组利用基因组编辑技术(TALEN系统)创建了蚕蛾温度传感器的KO品系。人们认为这种品系无法检测与休眠诱导有关的胚胎阶段的温度,但发现休眠是由幼虫日照长度条件决定的,与红蚕蛾类似。换言之,休眠卵是在短日照条件下产下的,非休眠卵是在长日照条件下产下的。
Micro-Tom 芽的突变率为 100%,而 AC 芽的突变率仅为 42.9%。与 Micro-Tom 不同,AC 编辑植物未报告产生单性结实果实(Tran 等人,2021 年;Ueta 等人,2017 年)。表 1 和表 2 表明,在测试的 ET 系群体中,转化和编辑效率都存在很大差异。虽然其中一些系具有相同的亲本来源,但它们的外来构建体采用潜力水平并不相同。值得注意的是,在 ET5 和 ET8 等优良系中,使用 pANT1ox 质粒和 pEG-IAA9 的转化效率密切相关(表 1 和补充表 1)。ET5 平均每个外植体呈现 16.88 个紫色斑点,21% 的 pEG-IAA9 转化植物具有 T-DNA 插入。ET8 中的这些数字分别为 14.32 和 33.33%。这两个品系对外来基因转化反应良好,是用作遗传改造技术材料的最佳 F8 ET 品系。在这两个品系中,ET5 表现出更高的编辑效率,表现为 G0 群体中单叶和无籽植物的数量(表 1)。然而,ET8 的高生产力和存活率有利于该品系保持和转移编辑的等位基因到下一代(表 3)。对于商业基因组编辑番茄的产生,ET8 是最佳推荐选择,它提供了高产量、高转化效率和低果实开裂率等有益特性(Nguyen 等人,2023 年)。
竹节虫 Medauroidea extradentata 的孤雌生殖生命周期为转基因品系的产生提供了独特的优势,因为原则上在第一代就可以实现同源且稳定的转基因品系。然而,到目前为止,用于操纵其基因的遗传工具尚未开发出来。在这里,我们成功地实施了 CRISPR/Cas9 技术来修改竹节虫 Medauroidea extradentata 的基因组。作为概念验证,我们针对参与眼色素沉着的 ommochrome 途径的两个基因(朱砂和白色,分别为第二和第一外显子)以产生敲除 (KO) 突变体。产卵后 24 小时内进行微注射,重点关注单细胞(和单倍体)发育阶段。产生的 KO 导致朱砂和白色的眼睛和角质层颜色表型不同。纯合朱砂突变体的眼睛和表皮呈现淡色色素沉着,而纯合白色 KO 导致发育中的胚胎完全无色素表型。总之,我们表明 CRISPR/Cas9 可以成功应用于 M. extradentata 的基因组,从而产生表型不同且可存活的动物。现在可以使用这种遗传工具箱,利用孤雌生殖非模式生物创建稳定的转基因品系。
• 小鼠品系:C57BL/6 和 ApoE KO • 剂量:1 mg/kg • Life Edit LNP • mRNA:fLuc + b-gal 组合 (1:1) • 时间点:静脉注射后 6 小时
巴斯马蒂大米因其风味、香气和长粒而闻名于世。全球对它的需求不断增加,尤其是在亚洲。然而,其生产受到田间各种问题的威胁,导致农作物严重损失。其中一个主要问题是水稻白叶枯病菌 (Xoo) 引起的细菌性枯萎病。Xoo 通过激活易感基因(OsSWEET 家族基因)来劫持宿主机制,利用其内源性转录激活因子样效应物 (TALE)。TALE 在 OsSWEET 基因的启动子区具有效应物结合元件 (EBE)。在 Clade III SWEET 基因中发现的六个著名 TALE 中,有四个存在于 OsSWEET14 基因的启动子区。因此,针对 OsSWEET14 的启动子对于产生广谱抗性非常重要。为了设计出对细菌性枯萎病的抗性,我们通过靶向 OsSWEET14 启动子中存在的 4 个 EBE,在超级巴斯马蒂大米中建立了 CRISPR-Cas9 介导的基因组编辑。我们能够获得四个不同的超级巴斯马蒂品系(SB-E1、SB-E2、SB-E3 和 SB-E4),这些品系具有三个 TALE(AvrXa7、PthXo3 和 TalF)的 EBE。然后通过选择一种带有 AvrXa7 的当地分离的毒性 Xoo 菌株并感染超级巴斯马蒂,对编辑品系进行三次重复的抗细菌性枯萎病评估。AvrXa7 EBE 缺失的品系对 Xoo 菌株表现出抗性。因此,证实了编辑的 EBE 具有对 Xoo 菌株中存在的各自 TALE 的抗性。在这项研究中,获得了高达 9% 的编辑效率。我们的研究结果表明,可以利用 CRISPR-Cas9 来使本土品种对细菌性枯萎病产生抗性,以抵抗当地流行的 Xoo 菌株。
2圣保罗州立大学(UNESP)的药学学院,巴西SP Araraquara。 ##两位作者都对这项工作做出了同样的贡献。 *相应的作者:CauêB。Scarim - 圣保罗州立大学(UNESP)药物学院药物和药品系。 Araraquara-Jaú,Araraquara,Sao Paulo,14800903,巴西;电子邮件:aue.scarim@unesp.br2圣保罗州立大学(UNESP)的药学学院,巴西SP Araraquara。##两位作者都对这项工作做出了同样的贡献。*相应的作者:CauêB。Scarim - 圣保罗州立大学(UNESP)药物学院药物和药品系。Araraquara-Jaú,Araraquara,Sao Paulo,14800903,巴西;电子邮件:aue.scarim@unesp.br