基于 RESET 系统的植物体内转基因去除与再生研究

《Horticulture Research》：RESET: a root-to-shoot excision system for editing in clonally propagated plants

　　

摘要

许多植物物种仍难以进行转化和再生，这阻碍了转基因技术和基因编辑技术的发展。我们提出了一种名为RESET（Root Excision Transformation）的转化、编辑、切除和再生系统，该系统能够在不存在性分离的情况下体内去除所有功能性转基因。该系统基于使用Agrobacterium rhizogenes中的rol基因诱导毛状根的形成，并通过热诱导来表达Cre重组酶（该酶作用于T-DNA边界附近的lox识别位点），同时表达促进幼苗形成的形态发生调控基因WUSCHEL和ipt。以杨树作为模式克隆植物，并通过全基因组测序，我们证明了该系统能够成功培育出无转基因且健康的植物。通过对不同构建方案的测试发现，影响幼苗再生和切除的关键因素是lox位点的结构，其中标准形式的loxP比工程改造后的版本更具优势。其他重要成分包括生长素合成基因iaaH和iaaM以及染色质修饰基因6b；这些基因分别提高了毛状根的形成效率以及从毛状根中再生幼苗的效果。