菊粉

J. A MER . S OC . H ORT . S CI . 148(6):266 – 275. 2023. https://doi.org/10.21273/JASHS05311-23 CRISPR/Cas9 介导的菊粉双靶向诱变

摘要 。橡胶蒲公英 ( Taraxacum kok-sa​​ghyz ) 是一种天然产橡胶的蒲公英，具有成为工业作物的潜力。菊粉是橡胶蒲公英中的储存碳水化合物，其合成与橡胶生产竞争同化碳。我们使用成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 (Cas) 系统同时靶向编码 1-果聚糖的基因中的两个位点：果聚糖-1-果糖基转移酶基因 (1-FFT)，这是菊粉生物合成中的关键酶。使用发根农杆菌和根癌农杆菌介导的植物转化方法产生具有 CRISPR/Cas9 元件的转基因植物。通过 A 的转化率分别为 71% 和 64%。 rhizogenes 和 A. tumefaciens 介导的转化分别对转基因橡胶蒲公英和根癌农杆菌介导的转化进行了研究。通过限制性位点丢失法和桑格测序证实了诱变。在通过 A. rhizogenes 获得的 13 株转基因植物中，有 6 株显示 1-FFT 基因内的两个靶位点均进行了编辑。使用 A. rhizogenes 介导的转化在 10 周内获得了转基因橡胶蒲公英植物，这比 A. tumafaciens 转化子所需的 6 个月要快得多。在通过 A. tumefaciens 获得的 11 株转基因植物中，有 5 株在两个靶位点都发生了突变。逆转录聚合酶链式反应证实了所有编辑转化子中 Cas9 的表达。A. rhizogenes 介导的双突变转化子和 A. tumefaciens 介导的双突变转化子的菊粉含量都低于野生型植物。此外，A. rhizogenes 介导的转化体的橡胶含量高于野生型植物。因此，本研究验证了使用 CRISPR/Cas9 基因编辑作为橡胶蒲公英中产生有用突变的有效工具，并且可以在未来的作物改良方法中实施。