靶向番茄SlACS2基因CRISPR-Cas9 sgRNA的设计和分析

作者：白云凤; 张爱萍; 闫建俊; 贺飞燕; 张维锋; 冯瑞云; 刘江娜; 张西英

来源：生物信息学, 2017, 15(01): 7-15.

• 番茄
• ACC合成酶2
• sgRNA
• CRISPR-Cas9
• 基因组编辑

番茄为呼吸跃变型果实,伴随呼吸跃变产生大量乙烯,即系统II乙烯,易使番茄果实过熟,导致腐烂变质。SlACS2是番茄系统II乙烯合成的限速酶,通过CRISPR-Cas9基因组编辑系统修饰该基因,调控系统Ⅱ乙烯过量表达,将迟滞番茄过熟。本研究基于RNA-seq建立了SlACS2基因的数字表达谱,表明该基因呈果实特异性表达,在植株的根、茎、叶等部位不表达。SlACS2位于番茄1号染色体,含4个外显子和3个内含子。利用在线工具CRISPRdirect和CRISPR-P发现第1、2、3外显子分别具有18、9和11条sgRNA。其中,sgRNA1-14和sgRNA3-8及二者的近PAM的12 nt种子序列在番茄基因组是唯一序列,GC含量高于40%,不存在TTTT终止序列。BLAST结果表明,sgRNA1-14和sgRNA3-8与GenBank公布的8条SlACS2同源序列高度一致,位于该基因的保守区,而与SlACS4和SlACS6的同源序列存在多个SNP,预示这2条sgRNA可用于番茄不同品种SlACS2基因的靶向编辑,并可规避对SlACS家族其他同源基因的脱靶效应。

• 单位
  山西省农业科学院作物科学研究所; 农业部; 生物工程学院; 山西大学; 新疆生产建设兵团