广西植物2024,Vol.44Issue(7) :1278-1288.DOI:10.11931/guihaia.gxzw202306050

烟草香气相关基因CRISPR/Cas9 编辑突变体库的构建

Construction of a mutant library associated with aroma genes in tobacco using CRISPR/Cas9

曾婉俐 梁岗 高茜 李元川 许力 蒋佳芮 许永 向海英
广西植物2024,Vol.44Issue(7) :1278-1288.DOI:10.11931/guihaia.gxzw202306050

烟草香气相关基因CRISPR/Cas9 编辑突变体库的构建

Construction of a mutant library associated with aroma genes in tobacco using CRISPR/Cas9

曾婉俐 1梁岗 2高茜 1李元川 3许力 1蒋佳芮 1许永 1向海英1
扫码查看

作者信息

  • 1. 云南中烟工业有限责任公司技术中心,云南省烟草化学重点实验室,昆明 650231
  • 2. 中国科学院西双版纳热带植物园,热带植物资源可持续利用重点实验室,昆明 650223
  • 3. 云南农业大学,昆明 650201
  • 折叠

摘要

为探究CRISPR/Cas9 基因编辑技术构建烟草突变体库的可行性,该研究以烤烟品种'红花大金元'为实验材料筛选了 100 个可能参与烟草香气代谢的基因,设计相应的 100 个 sgRNA 并构建了由 100 个CRISPR/Cas9 编辑载体组成的质粒库,获得转基因材料后分析了载体的共转化率、靶向编辑率和脱靶编辑情况.结果表明:(1)通过农杆菌介导 100 个sgRNA的共转化后,在 172 个阳性转化株中检测到了其中的77 个sgRNA,共转化率为 77%.(2)在 77 个携带sgRNA的转基因后代中,69 个sgRNA对目标基因进行了靶向编辑,编辑率为 89.6%.(3)脱靶位点测序检测发现,只有 1 个sgRNA在非目标靶位点产生了脱靶编辑,表明CRISPR/Cas9 基因编辑技术在烟草中的脱靶概率非常低.综上所述,利用CRISPR/Cas9 载体库共转化对烟草基因进行高通量靶向编辑以构建突变体库的方法切实可行,并且该方法有共转化率高、编辑率高和脱靶编辑概率低等特点.

Abstract

To explore the feasibility of constructing a tobacco mutant library using the CRISPR/Cas9 gene editing technology,we designed sgRNAs of 100 aroma related genes in tobacco,constructed a plasmid library composed of 100 corresponding CRISPR/Cas9 editing vectors,and analyzed the co-transformation rate,on-target editing rate,and off-target editing of transgenic offspring using the tobacco variety'Honghua Dajinyuan'as experimental material in this study.The results were as follows:(1)After co-transformation of 100 sgRNAs mediated by Agrobacterium tumefaciens,77 of them were detected in 172 positive transformation strains,with a co-transformation rate of 77%.(2)Among 77 transgenic offspring carrying sgRNA,69 sgRNAs edited the target genes,with an editing rate of 89.6%.(3)Sequencing detection revealed that only one sgRNA produced off-target editing at a non-target site,indicating a very low probability of off-target editing of CRISPR/Cas9 in tobacco.In summary,it is feasible to construct a mutant library by the co-transformation of a CRISPR/Cas9 vector library to edit a large number of candidate target genes in tobacco.This method has the characteristics of high co-transformation rate,high editing rate,and low probability of off-target editing.

关键词

烟草/CRISPR/Cas9/烟草香气/靶向编辑/脱靶编辑

Key words

tobacco/CRISPR/Cas9/tabacco aroma/on-target editing/off-target editing

引用本文复制引用

基金项目

云南省烟草化学重点实验室开放课题(2021539200340248)

中国烟草总公司重大科技项目(110202101034[JY-11])

出版年

2024
广西植物
广西壮族自治区广西植物研究所,中国科学院广西植物研究所,广西植物学会

广西植物

CSTPCD北大核心
影响因子:0.719
ISSN:1000-3142
参考文献量1
段落导航相关论文