Plant Biotechnol J:利用RNAi和CRISPR/Cas9技术结合获得不含转基因成分植株
基因编辑技术因其突变位点精准、突变效率高、操作便捷等优势成为基因组研究的有力工具。更为重要的是,其可以生成不含有转基因成分的产品而成为生物技术育种家的热门武器。基因编辑产品开发的流程通常为将基因编辑的载体转化作物后,在转基因T0代选出编辑成功、目标性状突出的事件,再在T1代利用自交分离,选出基因型为aa的不含有编辑载体的材料。然而,综合性状优异的材料需要在大量的转化事件中筛选,这一过程就成为了耗时耗力的工作。
最近,浙江大学舒庆尧团队通过将RNAi和CRISPR/Cas9进行整合,大大简化了编辑育种的筛选流程。
水稻中的CYP81A6编码P450细胞色素蛋白,失活后水稻对除草剂苯达松表现敏感。研究人员将靶标为CYP81A6的RNAi干涉片段与CRISPR/Cas9编辑元件串联整合,那么CRISPR/Cas9存在且正常表达的事件就会对苯达松表现敏感。研究人员得到了96个独立转化事件,由于各种原因(位置效应、假阳性等),只有29个事件对苯达松表现敏感(CRISPR/Cas9正常表达)。经鉴定,这29个事件的目标基因全部被成功编辑。接下来,通过在T1代喷施苯达松,不含编辑载体的植株被轻易筛选得到。
相比于除草剂抗性基因epsps、pat等,除草剂敏感基因的使用更容易在后期去除含有转基因成分的编辑材料。而RNAi干涉片段与Cas9蛋白的整合,有助于通过苯达松敏感性状反应Cas9的表达情况。这些都对优化编辑育种的筛选流程大有作用。
原文摘要:
CRISPR-S: an active interference element for a rapid and inexpensive selection of genome-edited, transgene-free rice plants
Abstract:The CRISPR/Cas9-based genome editing tool has been used in diverse applications related to plant research, including for crop improvement (Sun et al., 2016; Liu et al., 2017). Mutant plants may be generated via transient transformations or DNA-free editing (Liang et al., 2017). However, plant genomes are often edited during the production of transgenic plants, in a process that involves the identification of targeted edits in regenerated T0 plants and the subsequent elimination of transgenes in T1 plants (Sun et al., 2016).