Efficient CRISPR/Cas9-based genome editing and its application to conditional genetic analysis in Marchantia polymorpha.
Efficient CRISPR/Cas9-based genome editing and its application to conditional genetic analysis in Marchantia polymorpha.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0205117
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Kohchi T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sugano SS;Nishihama R;Shirakawa M;Takagi J;Matsuda Y;Ishida S;Shimada T;Hara-Nishimura I;Osakabe K;Kohchi T
多形地钱是陆生植物的模式种之一。虽然基于CRISPR/Cas9的基因组编辑已经被证明适用于这种植物，但其效率太低，无法应用于功能分析。在本研究中，我们建立了高效的CRISPR/Cas9基因组编辑载体，用于构建和编辑基因组。CAS9对拟南芥的密码子优化在两个测试座位上获得了70%以上的基因组编辑效率。系统评估显示，17个碱基或更短的引导序列显著降低了这种效率。我们还证明，结合使用这个系统和一个漂浮的互补结构，能够对一个几乎必不可少的基因进行条件分析。这项研究报告了利用所开发的一系列载体进行简单、快速和高效的基因组编辑是可行的。
Marchantia polymorpha is one of the model species of basal land plants. Although CRISPR/Cas9-based genome editing has already been demonstrated for this plant, the efficiency was too low to apply to functional analysis. In this study, we show the establishment of CRISPR/Cas9 genome editing vectors with high efficiency for both construction and genome editing. Codon optimization of Cas9 to Arabidopsis achieved over 70% genome editing efficiency at two loci tested. Systematic assessment revealed that guide sequences of 17 nt or shorter dramatically decreased this efficiency. We also demonstrated that a combinatorial use of this system and a floxed complementation construct enabled conditional analysis of a nearly essential gene. This study reports that simple, rapid, and efficient genome editing is feasible with the series of developed vectors.
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