BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  22,431,756
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Công nghệ gen; nhân dòng vật nuôi;

Bùi Mạnh Minh, Hà Hồng Hạnh, Lê Thị Thu Hiền, Huỳnh Thị Thu Huệ(1)

Thiết kế vector CRISPR/Cas9 mang gRNA định hướng đột biến gen SlIAA9 của cà chua

Tạp chí Công nghệ Sinh học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2020

1

147-156

1811-4989

Cà chua, Dĩnh dưỡng, Đột biến gen, Cấu trúc, CRISPR/Cas9

Quả cà chua (Solanum lycopersicum) là thực phẩm giàu dinh dưỡng chứa nhiều hợp chất thứ cấp rất có lợi cho sức khỏe. Sự tạo thành quả cà chua thông qua thụ tinh được điều khiển bởi hormone thực vật auxin thông qua các protein Aux/IAA9 và ARF8. Việc gây đột biến bất hoạt gen SlIAA9 mã hóa cho auxin IAA9 sẽ dẫn đến sự phát triển quả cà chua không thông qua thụ tinh hay quả cà chua không hạt. Hiện nay, hệ thống CRISPR/Cas9 ngày càng được sử dụng phổ biến trong chỉnh sửa các gen mong muốn trên đối tượng thực vật. Trong nghiên cứu này, chúng tôi trình bày các kết quả thiết kế đoạn gRNA vào vector mang cấu trúc CRISPR/Cas9 hướng đến gen SlIAA9 của cà chua đồng thời thử nghiệm khả năng tiếp nhận cấu trúc mang Cas9 ở cây cà chua chuyển gen từ cấu trúc pRGEB31- IAA9G2. Nghiên cứu đã tạo được 2 chủng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens mang các vector pRGEB31-IAA9G2 và pRGEB32-IAA9G2 chứa các cấu trúc biểu hiện hệ CRISPR/Cas9 hướng tới gen SlIAA9 trên cà chua. Chủng A. tumefaciens pRGEB31- IAA9G2 đã được sử dụng để chuyển gen vào cà chua giống Micro-Tom. Kết quả PCR kiểm tra các dòng chuyển gen cho thấy 5/14 cây chuyển gen thế hệ T0 có mặt gen Cas9 trong hệ gen, như vậy đã có sự tiếp nhận đoạn cấu trúc Cas9 vào hệ gen cà chua. Việc đánh giá hiệu suất gây đột biến, kiểu đột biến và độ ổn định của các đột biến trên gen đích SlIAA9 sẽ được tiến hành trên các cây thế hệ sau, khi cây có sự phát triển bình thường về hình thái cũng như có sự phân ly về gen Cas9 được chuyển vào.

TTKHCNQG, CVv 262

Xem toàn văn
  • [1] Yu X, Chen G, Guo X, Lu Y, Zhang J, Hu J, Tian S, Hu Z (2017), Silencing SlAGL6, a tomato AGAMOUS-LIKE6 lineage gene, generates fused sepal and green petal.,Plant Cell Rep 36(6): 959-969.
  • [2] Xue W, Chen S, Yin H, Tammela T, Papagiannakopoulos T, Joshi NS, Cai W, Yang G, Bronson R, Crowley DG, Zhang F, Anderson DG, Sharp PA, Jacks T (2014), CRISPR-mediated direct mutation of cancer genes in the mouse liver.,Nature 514: 380.
  • [3] Xie K, Yang Y (2013), RNA-guided genome editing in plants using a CRISPR/Cas system.,Mol. Plant 6(6): 1975-1983.
  • [4] Xie K, Minkenberg B, Yang Y (2014), Targeted gene mutation in rice using a CRISPR/Cas9 sytem.,BsioProtocol 4(17): e1225.
  • [5] Wang H, Jones B, Li Z, Frasse P, Delalande C, Regad F, Chaabouni S, Latche A, Pech JC, Bouzayen M (), The tomato Aux/IAA transcription factor IAA9 is involved in fruit development and leaf morphogenesis.,Plant Cell 17(10): 2676-2692.
  • [6] Ueta R, Abe C, Watanabe T, Sugano SS, Ishihara R, Ezura H, Osakabe Y, Osakabe K (2017), Rapid breeding of parthenocarpic tomato plants using CRISPR/Cas9.,Sci Rep 7(1): 507.
  • [7] Shan Q, Wang Y, Li J, Zhang Y, Chen K, Liang Z, Zhang K, Liu J, Xi JJ, Qiu J-L, Gao C (2013), Targeted genome modification of crop plants using a CRISPRCas system.,Nat. Biotechnol 31: 686.
  • [8] Saito T, Ariizumi T, Okabe Y, Asamizu E, Hiwasa TK, Fukuda N, Mizoguchi T, Yamazaki Y, Aoki K, Ezura H (2011), TOMATOMA: a novel tomato mutant database distributing Micro-Tom mutant collections.,Plant Cell Physiol 52(2): 283-296.
  • [9] Platt RJ, Chen S, Zhou Y, Yim MJ, Swiech L, Kempton HR, Dahlman JE, Parnas O, Eisenhaure TM, Jovanovic M, Graham DB, Jhunjhunwala S, Heidenreich M, Xavier RJ, Langer R, Anderson DG, Hacohen N, Regev A, Feng G, Sharp PA, Zhang F (2014), CRISPR/Cas9 knock in mice for genome editing and cancer modeling.,Cell 159(2): 440-455.
  • [10] Pandolfini T (2009), Seedless fruit production by hormonal regulation of fruit set.,Nutrients 1(2): 168-177
  • [11] Pan C, Ye L, Qin L, Liu X, He Y, Wang J, Chen L, Lu G (2016), CRISPR/Cas9-mediated efficient and heritable targeted mutagenesis in tomato plants in the first and later generations.,Sci Rep 6: 24765.
  • [12] Mazzucato A, Cellini F, Bouzayen M, Zouine M, Mila I, Minoia S, Petrozza A, Picarella ME, Ruiu F, Carriero F (2015), A TILLING allele of the tomato Aux/IAA9 gene offers new insights into fruit set mechanisms and perspectives for breeding seedless tomatoes.,Mol.Breed 35(1): 22.
  • [13] Ma X, Zhang Q, Zhu Q, Liu W, Chen Y, Qiu R, Wang B, Yang Z, Li H, Lin Y, Xie Y, Shen R, Chen S, Wang Z, Chen Y, Guo J, Chen L, Zhao X, Dong Z, Liu YG (2015), A robust CRISPR/Cas9 system for convenient, high-efficiency multiplex genome editing in monocot and dicot plants.,Mol. Plant 8(8): 1274-1284
  • [14] Leyser O (2006), Dynamic integration of auxin transport and signalling.,Curr. Biol 16(11): R424- 433.
  • [15] Lee ST, Wong PF, He H, Hooper JD, Mustafa MR (2013), Alpha-tomatine attenuation of in vivo growth of subcutaneous and orthotopic xenograft tumors of human prostate carcinoma PC-3 cells is accompanied by inactivation of nuclear factor-kappa B signaling.,PloS one 8(2): e57708.
  • [16] Klap C, Yeshayahou E, Bolger AM, Arazi T, Gupta SK, Shabtai S, Usadel B, Salts Y, Barg R (2017), Tomato facultative parthenocarpy results f-rom SlAGAMOUS-LIKE 6 loss of function.,Plant Biotechnol J 15(5): 634-647.
  • [17] Karlova R, Chapman N, David K, Angenent GC, Seymour GB, de Maagd RA (2014), Transcriptional control of fleshy fruit development and ripening.,J Exp Bot 65(16): 4527-4541.
  • [18] Kadkhodaei S, Memari HR, Abbasiliasi S, Rezaei MA, Movahedi A, Shun TJ, Ariff AB (2016), Multiple overlap extension PCR (MOE-PCR): an effective technical shortcut to high throughput synthetic biology.,RSC Advances 6(71): 66682-66694
  • [19] Jiang W, Zhou H, Bi H, F-romm M, Yang B, Weeks DP (2013), Demonstration of CRISPR/Cas9/sgRNAmediated targeted gene modification in Arabidopsis, tobacco, sorghum and rice.,Nucleic Acids Res 41(20): e188-e188.
  • [20] Goetz M, Vivian SA, Johnson SD, Koltunow AM (2006), Auxin response factor 8 is a negative regulator of fruit initiation in Arabidopsis.,Plant Cell 18(8): 1873-1886.
  • [21] Goetz M, Hooper LC, Johnson SD, Rodrigues JC, Vivian SA, Koltunow AM (2007), Expression of aberrant forms of Auxin response factor 8 stimulates parthenocarpy in Arabidopsis and tomato.,Plant Physiol 145(2): 351-366.
  • [22] Gillaspy G, Ben-David H, Gruissem W (1993), Fruits: A developmental perspective.,Plant Cell 5(10): 1439-1451.
  • [23] Friedman M, Levin CE, Lee SU, Kim HJ, Lee IS, Byun JO, Kozukue N (2009), Tomatine-containing green tomato extracts inhibit growth of human breast, colon, liver, and stomach cancer cells.,J. Agric. Food Chem 57(13): 5727-5733.
  • [24] Fan D, Liu T, Li C, Jiao B, Li S, Hou Y, Luo K (2015), Efficient CRISPR/Cas9-mediated targeted mutagenesis in populus in the first generation.,Scientific Reports 5: 12217-12217.
  • [25] Doudna JA, C-harpentier E (2014), Genome editing. The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9.,Science 346(6213): 1258096.
  • [26] Cong L, Ran FA, Cox D, Lin S, Barretto R, Habib N, Hsu PD, Wu X, Jiang W, Marraffini LA, Zhang F (2013), Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems.,Science 339(6121): 819.
  • [27] C-har SN, Neelakandan AK, Nahampun H, Frame B, Main M, Spalding MH, Becraft PW, Meyers BC, Walbot V, Wang K, Yang B (2017), An Agrobacterium-delivered CRISPR/Cas9 system for high-frequency targeted mutagenesis in maize.,Plant Biotechnol J 15(2): 257-268
  • [28] Bryksin A, Matsumura I (2013), Overlap extension PCR cloning, Humana Press, Totowa, NJ.,
  • [29] Brooks C, Nekrasov V, Lippman ZB, Van EJ (2014), Efficient gene editing in Tomato in the first generation using the clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated 9 System.,Plant Physiol 166(3): 1292.