2020年6月29日,Nature Plants在线发表了浙江大学李正和教授研究组题为Highly efficient DNA-free plant genome editing using virally delivered CRISPR-Cas9的研究论文。该研究首次报道了利用一种工程化的植物负链RNA弹状病毒载体向植物体内系统递送CRISPR/Cas9核酸内切酶,并高效产生可稳定遗传的靶向基因编辑。Nature Plants同期配发了题为Editing through infection的评论文章,对该研究进行了详细的介绍。
该研究将CRISPR/Cas9表达框插入一种负链RNA弹状病毒载体,并利用tRNA加工机器对病毒转录的gRNA末端进行精确剪切,构建高效的单靶点、多靶点和染色体缺失病毒编辑载体系统。病毒侵染的植株组织经再生后可获得高达57%的纯和突变体或四等位突变体(烟草为异源四倍体),产生的基因编辑以经典的孟德尔遗传方式传递至后代植株。该研究提供了一种不依赖于遗传转化、无需分离特定的受体细胞或组织、通过简单易行的病毒侵染方法,可在植株个体水平递送CRISPR/Cas核酸酶进行高效基因组编辑的新方法,为作物DNA-free基因组编辑提供了新的思路。
浙江大学生物技术研究所马晓楠博士研究生为该论文第一作者,李正和教授为通讯作者,研究生张晓艳和刘慧敏参与部分工作。中国农科院植保所周雪平教授、美国加州大学伯克利分校Andrew Jackson教授和浙江大学作物所舒庆尧教授为研究提供了重要的帮助和建议。该研究得到国家自然科学基金面上项目、浙江省国家自然科学基金重点项目的资助。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41477-020-0704-5
(生物技术研究所供稿)
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