Chỉnh sửa gen lặn xa-13 kháng bệnh cháy bạc lá lúa

Chỉnh sửa gen lặn xa-13 kháng bệnh cháy bạc lá lúa

Nguồn: Wulan Arum Hardiyani, Ali Wafa, Wahyu Indra Duwi Fanata, Hardian Susilo Addy. 2023. Design and construction of single guide RNA for CRISPR/Cas9 system based on the xa13 resistance gene in some varieties of rice (Oryza sativa). Journal of Tropical Plant Pests and Diseases; Vol. 23 No. 1 (2023): MARCH

 

 

Gen lặn xa13 điều khiển tính kháng với tác nhân vi khuẩn gây bệnh bạc là lúa Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) được tìm thấy trong nhiều giống lúa. Tăng cường hoạt động của gen này sẽ kích hoạt được sự hình thành nên sucrose như một dưỡng chất cung cấp cho vi khuẩn Xoo để chúng phát triển trong cây lúa. Sự đột phá của gen lặn này biểu hiện trong cây có thể ảnh hưởng thành tác động ngược của gen ấy, gần đây người ta có thể sáng tạo ra chỉnh sửa gen theo hệ thống CRISPR-Cas9, sử dụng CRISPR-associated protein-9 (CRISPR/Cas9); hệ thống rất cần gRNA để ghi nhận được đích đến là trình tự mục tiêu. Nghiên cứu này nhắm đến việc thiết kế và thành lập vector mang gRNA-targeting xa13 trong cây lúa thông qua chuyển nạp trực tiếp bằng súng bắn gen. CHOPCHOP được người ta sử dụng để phát sinh ra các ứng cử viên gRNA tùy theo trình tự gen đích. Hai ứng cử viên của gRNA mà đích đến là xa13 đã được lựa chọn trên cơ sở phân tích  dữ liệu tin sinh học. Mỗi ứng cử viên của gRNA có 20 nucleotides (nt) của trình tự gen đích, tại vùng cận trên 3 nt của trình tự protospacer adjacent motif (PAM) (5’-NGG) đích đến 2 exons trong trình tự gen xa13. Phân tử gRNA1 này sẽ nhắm đích exon 1 và gRNA2 nhắm đích exon 2, với hiệu quả đạt 52.51% và 44.63%, theo thứ tự. Cơ sở dữ liệu cho thấy hàm lượng GC content của tất cả gRNA ứng cử viên biến động trong khoảng 55–70%, không có đột biến không chủ đích (target-off) trên toàn bộ hệ gen cây lúa. Chuyển nạp và xác định kết quả dựa trên phương pháp định tính hệ gen và định tính sinh lý của những transformants, chúng được xác định kết quả thiết kế vector như vậy là thành công.

 

Xem http://jhpttropika.fp.unila.ac.id/index.php/jhpttropika/article/view/660

 

Hình 1. Thiết kế gRNAs nhắm đích đến là gen xa13 trong cây lúa.