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CRISPR/Cas9 基因组编辑(GEd)技术虽推动了植物科学发展,但植物特异性 CRISPR/Cas9 系统仍需优化。研究人员开发 pHNRhCas9NG 系统,在番茄中敲除十个基因,编辑效率近 100% ,为植物 GEd 提供新工具。
CRISPR/Cas9 基因组编辑(Genome Editing,GEd)技术革新了植物科学领域,助力基因功能研究与作物改良。不过,植物特异性 CRISPR/Cas9 系统还需进一步优化。这项研究旨在改进 CRISPR/Cas9 系统,提高植物 GEd 效率。
研究人员开发了二元表达载体 pHNR,通过保护性序列维持 T-DNA(transfer DNA)完整性,解决了基因组插入后 T-DNA 大片段缺失的问题。他们发现人工启动子 P35SIC47在烟草、拟南芥和番茄转化中能有效驱动基因表达。同时,设计了双组分双转录单元 CRISPR/Cas9 系统(Dual-Component Dual-Transcription Unit CRISPR/Cas9 System,DDS),当 poly (A) 长度约为 150 碱基对时基因表达最佳,延长 Cas9 mRNA 的 poly (A) 尾显著提升了植物 GEd 效率。研究人员还通过烟草叶片瞬时表达确定了兼容的 hCas9 版本。
利用 pHNRhCas9NG,研究人员在番茄中高效敲除了十个基因,实现了近 100% 的基因编辑效率。该系统为植物 GEd 提供了一种新颖且可扩展的工具,推动了 CRISPR/Cas9 技术的发展。