Altamente eficiente edición genética CRISPR/Cas9 homocigota basada en la embriogénesis somática originada en una sola célula en
Autores: Li, Cairong; Jiang, Pengshuo; Zhang, Jiaji; Yang, Dingjie; Lu, Lu; Hao, Zhaodong; Ma, Yingxuan; Shi, Jisen; Chen, Jinhui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Altamente eficiente edición genética CRISPR/Cas9 homocigota basada en la embriogénesis somática originada en una sola célula en
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Gen
CRISPR/Cas9
árboles forestales
Mejora genética
Embriogénesis somática
Mutación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El sistema de repeticiones palindrómicas cortas agrupadas e interespaciadas regularmente (CRISPR)/proteína asociada a CRISPR (Cas) es la herramienta de edición genética más utilizada hasta la fecha. Sin embargo, su aplicación en la mejora genética de árboles forestales ha sido en gran medida limitada. Aquí, primero establecimos un sistema de edición multiobjetivo altamente eficiente en la planta leñosa magnoliida. Usando el gen () como ejemplo, comparamos sistemáticamente los sistemas de expresión CRISPR/Cas9 y CRISPR/Cpf1 para el análisis de pérdida de función y realizamos transformaciones genéticas utilizando transformación transitoria y estable. En última instancia, nuestros hallazgos indicaron que el sistema CRISPR/Cas9, cuando se aplicó a la transformación basada en la embriogénesis somática de origen unicelular, produjo la mayor eficiencia de edición genética, con tasas de mutación de casi el 100%. Además, obtuvimos un total de 137 plántulas de regeneración a través de la embriogénesis somática, de las cuales el 82.48% exhibió un fenotipo albino. Los resultados de secuenciación de Illumina de plántulas albinas y el tejido de callo obtenido de la desdiferenciación de plantas mutantes revelaron que la mutación en el sitio objetivo T1 era homocigota. Estos resultados indican que la tecnología de edición genética multiplex basada en CRISPR/Cas9 no solo puede acelerar la identificación de la función génica, sino que también puede incorporarse en la mejora genética y el cultivo de los árboles de tulipán, apoyando la propagación a gran escala de plántulas editadas genéticamente a través de la embriogénesis somática.
Descripción
El sistema de repeticiones palindrómicas cortas agrupadas e interespaciadas regularmente (CRISPR)/proteína asociada a CRISPR (Cas) es la herramienta de edición genética más utilizada hasta la fecha. Sin embargo, su aplicación en la mejora genética de árboles forestales ha sido en gran medida limitada. Aquí, primero establecimos un sistema de edición multiobjetivo altamente eficiente en la planta leñosa magnoliida. Usando el gen () como ejemplo, comparamos sistemáticamente los sistemas de expresión CRISPR/Cas9 y CRISPR/Cpf1 para el análisis de pérdida de función y realizamos transformaciones genéticas utilizando transformación transitoria y estable. En última instancia, nuestros hallazgos indicaron que el sistema CRISPR/Cas9, cuando se aplicó a la transformación basada en la embriogénesis somática de origen unicelular, produjo la mayor eficiencia de edición genética, con tasas de mutación de casi el 100%. Además, obtuvimos un total de 137 plántulas de regeneración a través de la embriogénesis somática, de las cuales el 82.48% exhibió un fenotipo albino. Los resultados de secuenciación de Illumina de plántulas albinas y el tejido de callo obtenido de la desdiferenciación de plantas mutantes revelaron que la mutación en el sitio objetivo T1 era homocigota. Estos resultados indican que la tecnología de edición genética multiplex basada en CRISPR/Cas9 no solo puede acelerar la identificación de la función génica, sino que también puede incorporarse en la mejora genética y el cultivo de los árboles de tulipán, apoyando la propagación a gran escala de plántulas editadas genéticamente a través de la embriogénesis somática.