A Planta Espressione genica e editing genico nelle foglie di bambù Moso

Huayu Sun; Sining Wang; Zhimin Gao

doi:10.3791/65799

È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.

Articolo metodologico

A Planta Espressione genica e editing genico nelle foglie di bambù Moso

2.7K visualizzazioni

⸱

DOI:

10.3791/65799

⸱

18 agosto 2023

Huayu Sun¹^,² , Sining Wang¹^,² , Zhimin Gao¹^,²

¹Key Laboratory of State Forestry and Grassland Administration/Beijing on Bamboo & Rattan Science and Technology, ²Institute of Gene Science and Industrialization for Bamboo and Rattan Resources, International Centre for Bamboo and Rattan

In questo articolo

Sommario

In questo studio, nel bambù è stato sviluppato un nuovo metodo di espressione genica e di editing genetico mediato da Agrobacterium . Questo metodo ha notevolmente migliorato l'efficienza della convalida della funzione genica nel bambù, il che ha implicazioni significative per l'accelerazione del processo di selezione del bambù.

Abstract

Per il bambù è stato sviluppato un nuovo metodo di trasformazione genica delle piante, che evita la necessità di processi di induzione e rigenerazione del callo che richiedono tempo e lavoro. Questo metodo prevede l'espressione genica mediata da Agrobacterium tramite ferimento e vuoto per le piantine di bambù. Ha dimostrato con successo l'espressione di geni esogeni, come il reporter RUBY e il gene Cas9, nelle foglie di bambù. La più alta efficienza di trasformazione per l'accumulo di betalaina nelle piantine RUBY è stata raggiunta utilizzando il ceppo GV3101, con una percentuale dell'85,2% dopo l'infezione. Sebbene il DNA estraneo non si sia integrato nel genoma del bambù, il metodo è stato efficiente nell'esprimere i geni esogeni. Inoltre, è stato sviluppato anche un sistema di editing genetico con un reporter nativo che utilizza questo metodo, da cui è stato generato un mutante in situ generato dal gene modificato della violaxantina de-epossidasi di bambù (PeVDE) in foglie di bambù, con un tasso di mutazione del 17,33%. La mutazione di PeVDE ha portato a una diminuzione dei valori di tempra non fotochimica (NPQ) in condizioni di luce elevata, che possono essere rilevati con precisione da un fluorimetro. Questo rende il PeVDE modificato un potenziale reporter nativo sia per i geni esogeni che per quelli endogeni nel bambù. Con il reporter di PeVDE, un gene della cinnamoil-CoA reduttasi è stato modificato con successo con un tasso di mutazione dell'8,3%. Questa operazione evita il processo di coltura tissutale o induzione del callo, che è rapido ed efficiente per l'espressione di geni esogeni e l'editing genetico endogeno nel bambù. Questo metodo può migliorare l'efficienza della verifica della funzione genica e aiuterà a rivelare i meccanismi molecolari delle principali vie metaboliche nel bambù.

Introduzione

Lo studio della funzione genica nel bambù è molto promettente per la comprensione avanzata del bambù e per sbloccare il suo potenziale di modificazione genetica. Un modo efficace per raggiungere questo obiettivo può essere raggiunto attraverso il processo di infezione mediata da Agrobacterium nelle foglie di bambù, in cui il frammento di T-DNA contenente geni esogeni viene introdotto nelle cellule, portando successivamente all'espressione dei geni all'interno delle cellule fogliari.

Il bambù è una risorsa preziosa e rinnovabile con una vasta gamma di applicazioni nella produzione, nell'arte e nella ricerca. Il bambù possiede eccell....