Sistema CRISPR/Cas9 específico para polen para aumentar mutaciones genéticas heredables en maíz
Autores: Jing, Changshuang; Wei, Min; Fang, Peng; Song, Rentao; Qi, Weiwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
El sistema CRISPR/Cas9 ha sido ampliamente utilizado en la biotecnología vegetal como una herramienta de edición genética. Sin embargo, se observó que un diseño convencional con CRISPR/Cas9 expresado de manera ubícua causaba un gran número de mutaciones somáticas que complicaban la identificación de mutaciones heredables. Construimos un sistema CRISPR/Cas9 específico del polen (PSC) utilizando promotores específicos del polen del maíz (pZmPRO1 y pZmPRO3) para dirigir la expresión, y el factor de transcripción bZIP fue empleado como gen objetivo. El sistema CRISPR/Cas9 impulsado por el promotor de ubiquitina del maíz (pZmUbi) se utilizó como control. Generamos plantas transgénicas para los sistemas PSC y UC y analizamos tres eventos independientes para cada sistema. Descubrimos que el sistema PSC pZmPRO1 no generó mutaciones en el gen objetivo en la generación T0 pero generó exitosamente mutaciones en el gen objetivo del 0 al 90% en la generación T1. Un total de 31 de 33 mutaciones en la generación T1 pudieron ser heredadas en la generación T2. Además, el 88.9-97.3% de las mutaciones en la generación T2 provenían de la generación T1. El sistema UC generó mutaciones en la generación T0, y el 0%, 50% y 92.9% de las mutaciones en la generación T1 provenían de la generación T0. Nuestros resultados demuestran que el sistema PSC proporcionó mutantes estables y heredables en la siguiente generación, y este enfoque también podría aplicarse en otros cultivos utilizando sistemas CRISPR/Cas9 específicos de las células germinales para facilitar la cría de plantas.
Descripción
El sistema CRISPR/Cas9 ha sido ampliamente utilizado en la biotecnología vegetal como una herramienta de edición genética. Sin embargo, se observó que un diseño convencional con CRISPR/Cas9 expresado de manera ubícua causaba un gran número de mutaciones somáticas que complicaban la identificación de mutaciones heredables. Construimos un sistema CRISPR/Cas9 específico del polen (PSC) utilizando promotores específicos del polen del maíz (pZmPRO1 y pZmPRO3) para dirigir la expresión, y el factor de transcripción bZIP fue empleado como gen objetivo. El sistema CRISPR/Cas9 impulsado por el promotor de ubiquitina del maíz (pZmUbi) se utilizó como control. Generamos plantas transgénicas para los sistemas PSC y UC y analizamos tres eventos independientes para cada sistema. Descubrimos que el sistema PSC pZmPRO1 no generó mutaciones en el gen objetivo en la generación T0 pero generó exitosamente mutaciones en el gen objetivo del 0 al 90% en la generación T1. Un total de 31 de 33 mutaciones en la generación T1 pudieron ser heredadas en la generación T2. Además, el 88.9-97.3% de las mutaciones en la generación T2 provenían de la generación T1. El sistema UC generó mutaciones en la generación T0, y el 0%, 50% y 92.9% de las mutaciones en la generación T1 provenían de la generación T0. Nuestros resultados demuestran que el sistema PSC proporcionó mutantes estables y heredables en la siguiente generación, y este enfoque también podría aplicarse en otros cultivos utilizando sistemas CRISPR/Cas9 específicos de las células germinales para facilitar la cría de plantas.