| تعداد نشریات | 22 |
| تعداد شمارهها | 523 |
| تعداد مقالات | 5,427 |
| تعداد مشاهده مقاله | 10,623,967 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,061,410 |
ویرایش ژن هیستون سانترومری CenH3 در گیاه خیار با استفاده از فنآوری کریسپر | ||
| دوفصلنامه فنآوری تولیدات گیاهی | ||
| دوره 17، شماره 2، بهمن 1404، صفحه 1-12 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22084/ppt.2025.30966.2161 | ||
| نویسندگان | ||
| حسین وثیقی معراجی1؛ اصغر میرزایی اصل* 2؛ محمدرضا عبداللهی3 | ||
| 1فارغالتحصیل دکتری، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلیسینا، همدان، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلیسینا، همدان، ایران | ||
| 3استاد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلیسینا، همدان، ایران | ||
| چکیده | ||
| ارقام هیبرید خیار برای زودرسی، مقاومت به خشکی، افزایش عملکرد، یکنواختی شکلِ میوه، اندازه، رنگ، کیفیت بهتر محصول و پارتنوکارپی معرفی میشوند. لاینهای خالص بهعنوان والدین در تولید ارقام هیبرید بهکار میروند. القای هاپلوئــیدی برای تولید لاینهای خالص با استفاده از ویرایش ژنومی، یک پیشرفت اساسی است که میتواند منجربه توسعهی مسیرهای جدید برای بهنژادی کدوئیان شود. گزارشهایی از تولید گیاهان دابلهاپلوئید و استفاده از فنآوری CRISPR/Cas9 در برخی از گونههای گیاهی وجود دارد. بااینحال به جز یک مورد، از سیستم القاکنندهی هاپلوئیدی با استفاده از ویرایش ژنومی در کدوئیان استفاده نشده است. هدف از این پژوهش ایجاد جهش در ژن CenH3 گیاه خیار توسط سیستم CRISPR/Cas9 و گشودن مسیری برای توسعه لاینهای القاکنندهی هاپلوئیدی بود. بدینمنظور ابتدا توالی راهنما باتوجهبه توالی ژن CenH3 در خیار طراحی و در ناقل pDE-Cas9 درج شد. سپس با استفاده از باکتری رایزوژنز به گیاه خیار منتقل شد. از بین نمونهها آنهایی که سازه را با موفقیت دریافت کرده بودند توالییابی شدند. سه جهش در ژن CenH3 در ریشه مویین خیار شناسایی شد. دو جهش در فاصله سه و یک جهش در فاصله 11 نوکلئوتیدی از نقطه PAM قرار داشتند. برای اولینبار در این پژوهش در ژن CenH3 خیار جهش غیرکشنده ایجاد شد که میتواند راه را برای تولید القاکنندههای هاپلوئیدی هموار سازد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| کریسپر؛ القای هاپلوئیدی؛ دابل هاپلوئیدی؛ کدوئیان | ||
| مراجع | ||
|
Adhikary, D., da Costa Ribeiro Quintans, I. L. A. and Bhowmik, P. K. (2020). A procedure to design guide RNA, assemble fragments, and detect mutation for genome editing in flax. CRISPR-Cas Methods, 173-190. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-0616-2_16 Bortesi, L. and Fischer, R. (2015). The CRISPR/Cas9 system for plant genome editing and beyond. Biotechnology Advances, 33(1), 41-52. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2014.12.006 Britt, A. B. and Kuppu, S. (2016). Cenh3: an emerging player in haploid induction technology. Frontiers in Plant Science, 7, 357. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00357 Chang, A. Y., Chau, V., Landas, J. A. and Pang, Y. (2017). Preparation of calcium competent Escherichia coli and heat-shock transformation. JEMI methods, 1(22-25).Dong, Y. Q., Zhao, W. X., Li, X. H., Liu, X. C., Gao, N. N., Huang, J. H. and Tang, Z. H. (2016). Androgenesis, gynogenesis, and parthenogenesis haploids in cucurbit species. Plant Cell Reports, 35, 1991-2019. Chen, K., Wang, Y., Zhang, R., Zhang, H. and Gao, C. (2019). CRISPR/Cas genome editing and precision plant breeding in agriculture. Annual Review of Plant Biology, 70(1), 667-697. https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-050718-100049 Dong, Y. Q., Zhao, W. X., Li, X. H., Liu, X. C., Gao, N. N., Huang, J. H. and Tang, Z. H. (2016). Androgenesis, gynogenesis, and parthenogenesis haploids in cucurbit species. Plant Cell Reports, 35, 1991-2019. https://doi.org/10.1007/s00299-016-2018-7 Doudna, J. A. & Charpentier, E. (2014). The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9. Science, 346, 1258096. https://doi.org/10.1126/science.1258096 Dunemann, F., Unkel, K. and Sprink, T. (2018), September). Using CRISPR/Cas9 to produce haploid inducers of carrot through targeted mutations of centromeric histone H3 (CENH3). In II International Symposium on Carrot and Other Apiaceae 1264 (pp. 211-220). https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2019.1264.26 Ebrahimi, V. and Hashemi, A. (2024). CRISPR-based gene editing in plants: Focus on reagents and their delivery tools. BioImpacts: BI, 15, 30019. https://doi.org/10.34172/bi.30019 Fan, Y., Xu, F., Zhou, H., Liu, X., Yang, X., Weng, K. and Lyu, S. (2020). A fast, simple, high efficient and one-step generation of composite cucumber plants with transgenic roots by Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 141, 207-216. https://doi.org/10.1007/s11240-020-01781-x Feng, S., Zhang, J., Mu, Z., Wang, Y., Wen, C., Wu, T. and Wang, H. (2020). Recent progress on the molecular breeding of Cucumis sativus L. in China. Theoretical and Applied Genetics, 133, 1777-1790. https://doi.org/10.1007/s00122-019-03484-0 Forster, B. P., Heberle-Bors, E., Kasha, K. J., Touraev, A. (2007). The resurgence of haploids in higher plants. Trends Plant Science, 12, 368-375. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2007.06.007 Gałązka, J. and Niemirowicz-Szczytt, K. (2013). Review of research on haploid production in cucumber and other cucurbits. Folia Horticulturae, 25(1), 67-78. http://dx.doi.org/10.2478/fhort-2013-0008 Hooghvorst, I., Nogués, S. (2021). Chromosome doubling methods in doubled haploid and haploid inducer-mediated genome-editing systems in major crops. Plant Cell Report, 40, 255-270. https://doi.org/10.1007/s00299-020-02605-0 Jat, G. S., Behera, T. K., Lata, S. and Kumar, S. (2021). Classical genetics and traditional breeding in cucumber (Cucumis sativus L.). Cucumber economic values and its cultivation and breeding, 201-215. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.97593 Kiryushkin, A. S., Ilina, E. L., Guseva, E. D., Pawlowski, K. and Demchenko, K. N. (2021). Hairy CRISPR: genome editing in plants using hairy root transformation. Plants, 11(1), 51. https://doi.org/10.3390/plants11010051 Kuppu, S., Ron, M., Marimuthu, M. P., Li, G., Huddleson, A., Siddeek, M. H. and Britt, A. B. (2020). A variety of changes, including CRISPR/Cas9‐mediated deletions, in CENH3 lead to haploid induction on outcrossing. Plant Biotechnology Journal, 18(10), 2068-2080. https://doi.org/10.1111/pbi.13365 Marimuthu, M. P., Maruthachalam, R., Bondada, R., Kuppu, S., Tan, E. H., Britt, A. and Comai, L. (2021). Biased removal and loading of centromeric histone H3 during reproduction underlies uniparental genome elimination. BioRxiv, 2021-02. https://doi.org/10.1101/2021.02.24.432754 Ma, X., Zhang, Q., Zhu, Q., Liu, W., Chen, Y., Qiu, R. and Liu, Y. G. (2015). A robust CRISPR/Cas9 system for convenient, high-efficiency multiplex genome editing in monocot and dicot plants. Molecular Plant, 8(8), 1274-1284. https://doi.org/10.1016/j.molp.2015.04.007 Kuppu, S., Ron, M., Marimuthu, M. P. A., Li, G., Huddleson, A., Siddeek, M. H., Terry, J., Buchner, R., Shabek, N., Comai, L.and Britt, A. B. (2020). A variety of changes, including CRISPR/Cas9-mediated deletions, in CENH3 lead to haploid induction on outcrossing. Plant Biotechnology Journal, 18(10), 2068-2080. https://doi.org/10.1111/pbi.13365 Obel, H. O., Cheng, C., Tian, Z., Li, J., Lou, Q., Yu, X. and Chen, J. (2022). Molecular research progress on xishuangbanna cucumber (Cucumis sativus L. var. xishuangbannesis Qi et Yuan): Current status and future prospects. Agronomy, 12(2), 300. https://doi.org/10.3390/agronomy12020300 Ravi, M.; Chan, S. W. L. (2010). Haploid plants produced by centromere-mediated genome elimination. Nature Cell Biology, 464, 615-618. https://doi.org/10.1038/nature08842 Shirazi Parsa, H., Sabet, M. S., Moieni, A., Shojaeiyan, A., Dogimont, C., Boualem, A. and Bendahmane, A. (2023). CRISPR/Cas9-mediated cytosine base editing using an improved transformation procedure in melon (Cucumis melo L.). International Journal of Molecular Sciences, 24(13), 11189. https://doi.org/10.3390/ijms241311189 Wang, N. and Dawe, R.K. (2018). Centromere Size and Its Relationship to Haploid Formation in Plants. Molecular Plant, 11, 398-406. https://doi.org/10.1016/j.molp.2017.12.009 Wang, S., Fang, H., Xie, J., Wu, Y., Tang, Z., Liu, Z. and Yu, J. (2021). Physiological responses of cucumber seedlings to different supplemental light duration of red and blue LED. Frontiers in Plant Science, 12, 709313. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.709313 Weise, S. (2013). Agrobacterium Transformation and Competent Cell Preparation. Michigan State University.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 226 |
||