CRISPR/Cas9 genome editing shows the important role of AZC_2928 gene in nitrogen-fixing bacteria of plants
CRISPR/Cas9 genome editing shows the important role of AZC_2928 gene in nitrogen-fixing bacteria of plants
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CRISPR/Cas9基因组编辑显示AZC_2928基因在植物固氮细菌中的重要作用
DOI：
10.1007/s10142-020-00739-8
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发表时间：
2020-06
影响因子：
2.9
通讯作者：
Huawei Liu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiaojing Wang;Huawei Liu
Azorhizobium caulinodans ORS 571的AZC 2928基因（GenBank登录号BAF 88926.1）与2，3-氨基变位酶具有同源性。但其功能尚不清楚。本研究首次在A. caulinodans ORS 571使用当前先进的基因组编辑工具CRISPR/Cas9。我们的研究结果表明，编辑效率为34%，AZC_2928在调节趋化性和生物膜的形成中起着极其重要的作用。CRISPR/Cas9敲除AZC_2928（△AZC_2928）显著增强趋化性和生物膜形成。趋化性和生物膜的形成在固氮细菌及其与宿主植物的相互作用中起着重要作用。有趣的是，AZC_2928不影响A. caulinodans ORS 571及其在天然寄主长喙田菁（Sesbania rostrata）中的结瘤现象。由于根瘤菌需要在成熟根瘤中形成用于共生固氮的拟杆菌，AZC_2928可能对固氮效率而不是结瘤数量具有直接影响。
AZC_2928 gene (GenBank accession no. BAF88926.1) of Azorhizobium caulinodans ORS571 has sequence homology to 2,3-aminomutases. However, its function is unknown. In this study, we are for the first time to knock out the gene completely in A. caulinodans ORS571 using the current advanced genome editing tool, CRISPR/Cas9. Our results show that the editing efficiency is 34% and AZC_2928 plays an extremely important role in regulating the formation of chemotaxis and biofilm. CRISPR/Cas9 knockout of AZC_2928 (△AZC_2928) significantly enhanced chemotaxis and biofilm formation. Both chemotaxis and biofilm formation play an important role in nitrogen-fixing bacteria and their interaction with their host plants. Interestingly, AZC_2928 did not affect the motility of A. caulinodans ORS571 and the nodulation formation in their natural host plant, Sesbania rostrata. Due to rhizobia needing to form bacteroids for symbiotic nitrogen fixation in mature nodules, AZC_2928 might have a direct influence on nitrogen fixation efficiency rather than the number of nodulations.
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