Agrobacterium-Mediato Trasformazione Genetica, Produzione Transgenica, e la sua applicazione per lo studio dello sviluppo riproduttivo maschile nel riso

Dawei Xu; Palash  Chandra Mondol; Muhammad Uzair; Matthew R. Tucker; Dabing Zhang

doi:10.3791/61665

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Articolo metodologico

Agrobacterium-Mediato Trasformazione Genetica, Produzione Transgenica, e la sua applicazione per lo studio dello sviluppo riproduttivo maschile nel riso

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DOI:

10.3791/61665

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6 ottobre 2020

Dawei Xu^*¹^,² , Palash Chandra Mondol^*¹ , Muhammad Uzair¹ , Matthew R. Tucker³ , Dabing Zhang¹^,³

¹Joint International Research Laboratory of Metabolic and Developmental Sciences, Shanghai Jiao Tong University-University of Adelaide Joint Centre for Agriculture and Health, School of Life Sciences and Biotechnology, Shanghai Jiao Tong University, ²College of Agronomy, Anhui Agricultural University, Heifei, China, ³School of Agriculture, Food and Wine, University of Adelaide

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Questo lavoro descrive l'uso della tecnologia di editing del genoma CRISPR-Cas9 per knockout gene endogeno OsABCG15 seguita da un protocollo di trasformazione mediato Agrobacterium modificatoper produrre una linea stabile maschio-sterile nel riso.

Abstract

La sterilità maschile è un importante tratto agronomico per la produzione di semi ibridi che di solito è caratterizzata da difetti funzionali negli organi riproduttivi maschili/gameti. I recenti progressi nella tecnologia di editing del genoma CRISPR-Cas9 consentono un'elevata efficacia di editing e mutazioni di knockout per il salvataggio dei tempi di geni candidati endogeni in siti specifici. Inoltre, la trasformazione genetica mediata dall'Agrobacteriumdel riso è anche un metodo chiave per la modificazione genica, che è stato ampiamente adottato da molti laboratori pubblici e privati. In questo studio, abbiamo applicato gli strumenti di editing del genoma crispR-Cas9 e generato con successo tre linee mutanti sterili maschili dall'editing mirato del genoma di OsABCG15 in una cultivar japonica. Abbiamo utilizzato un metodo modificato di trasformazione del riso mediato da Agrobacteriumche potrebbe fornire ottimi mezzi di emasculazione genetica per la produzione ibrida di semi nel riso. Le piante transgeniche possono essere ottenute entro 2-3 mesi e i trasformatori omozigoti sono stati schermati dalla genotipazione utilizzando l'amplificazione PCR e il sequenziamento Diger. La caratterizzazione fenotipica di base della linea omozigosa sterile maschile è stata eseguita mediante l'osservazione microscopica degli organi riproduttivi maschili di riso, l'analisi della vitalità del polline mediante iodio di iodio (I₂-KI) macchiando la sezione trasversale semisegnare degli anteri.

Introduzione

Il riso è la più importante coltura alimentare, in particolare nei paesi in via di sviluppo, e rappresenta un alimento base per oltre la metà della popolazione mondiale. Complessivamente, la domanda di grano di riso è in crescita e si prevede un aumento del 50% entro il 2030 e del 100% entro il 2050¹^,². I futuri miglioramenti nella resa del riso dovranno capitalizzare su diverse risorse molecolari e genetiche che rendono il riso un modello eccellente per la ricerca sulle piante monocotyledonose. Questi includono un sistema di trasformazione efficiente, una mappa molecolare avanzata e un database accessibile al....