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一种植物双靶点CRISPR/Cas9载体及其构建方法和应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-05-23 15:39:38

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 田宜忠 | 2023-05-23 15:39:38

本发明公开了一种植物双靶点CRISPR/Cas9载体及其构建方法和应用,首先克隆sgRNA表达框,通过同源重组把sgRNA表达框插入psgR-Cas9-At载体,得到串联两个sgRNA表达框的中间载体;然后通过酶切连接把sgRNA表达框和Cas9表达框插入pBI121载体,得到pBI121-Cas9;随后把sgRNA表达框中的Bpi I酶切位点改造成多克隆位点,得到pBI121-MCS-Cas9;再设计包含两条sgRNA的引物,以串联两个sgRNA表达框的中间载体为模板进行PCR;最后通过同源重组把上一步的产物连入pBI121-MCS-Cas9中。通过上述制备方法可制备得到所述植物双靶点CRISPR/Cas9载体,以pBI121载体为骨架载体,依次连接有sgRNA表达框1、sgRNA表达框2和Cas9表达框。

本发明公开了一种植物双靶点CRISPR/Cas9载体及其构建方法和应用,首先得到串联两个sgRNA表达框的中间载体;然后得到pBI121?MCS?Cas9;再设计包含两条sgRNA的引物,以所述中间载体为模板进行PCR;最后通过同源重组把PCR产物连入pBI121?MCS?Cas9中。通过上述制备方法可制备得到所述植物双靶点CRISPR/Cas9载体,以pBI121载体为骨架载体,依次连接有sgRNA表达框1、sgRNA表达框2和Cas9表达框。本发明的方法提高了双靶点CRISPR/Cas9载体构建的效率,获得所述中间载体和所述pBI121?MCS?Cas9载体后,仅需设计一对引物进行一步PCR和一步同源重组即可成功构建双靶点CRISPR/Cas9载体,方便快捷。另外,本发明一次反应仅需20元,只需合成带接头的一对引物,不需额外的引物及其他试剂,显著降低了成本。

CRISPR/Cas9已经成为目前最常用的基因编辑系统,CRISPR/Cas9包括2部分:Cas9核酸内切酶和sgRNA(single guide RNA),sgRNA由天然的tracrRNA(transactivatingcrRNA)和crRNA(CRISPR RNA)融合而来。

sgRNA的5’端包括20nt的protospacer序列,该序列和靶向DNA序列互补以实现双链切割;其3’端则为固定的一段具有茎环(stem-loop)结构的支架序列(scaffoldsequence),该序列和Cas9蛋白带正电的凹槽相互作用形成核糖核蛋白复合物(ribonucleoprotein complex,RNP)。

荆楚理工学院(Jingchu University of Technology)简称“荆楚理工”,位于湖北省荆门市,学院于2007年3月经教育部批准由初创于1956年的沙洋师范高等专科学校和始建于1984年的荆门职业技术学院合并组建而成, [2] 是一所省属公办全日制普通本科高等学校,为湖北省首批地方本科院校转型发展试点学校、“湖北省2011计划”首批牵头高校,“实行“省市(荆门)共建、以省为主”的管理体制。 截至2022年3月,学院占地面积2400余亩,校舍建筑面积35.87余万平方米;设有16个教学学院(部),开设本科专业43个,专科专业15个,涵盖理、工、农、医、文、教、管、艺等8大学科门类;在编教职工1134人,有教授、副教授等高级职称人员342人,博士、硕士678人。享受国务院及湖北省政府特殊津贴的专家4人;有全日制普通在校生19615人,其中本科生13998人。

本发明达到了以下技术效果:

(1)提高了效率:本发明构建了包含2个串联sgRNA表达框的中间载体,设计引物之后可直接一步PCR反应得到“sgRNA1-sgRNA支架-启动子-sgRNA2”片段,不需要经过多轮PCR或者重叠PCR等步骤,有效减少实验步骤;以上PCR产物和线性化的pBI121-MCS-Cas9载体经一步同源重组即可得到最终载体,大大提高了构建双靶点CRISPR/Cas9载体的效率。

(2)降低了成本:现有技术采用Golden Gate克隆(50元/次)、Gibson组装(150元/次)、Gateway克隆(125元/次)、In-Fusion克隆(100元/次)等方法构建双靶点CRISPR/Cas9载体所用的中间载体或者其他试剂都比较贵,本发明的构建方法把sgRNA表达框中的Bpi I酶切位点改造成了多克隆位点(Xho I-Sal I-Hind III),得到pBI121-MCS-Cas9,Xho I、Sal I和Hind III都比Bpi I酶便宜很多;本发明所用的试剂ClonExpress II One StepCloning Kit一次反应仅需20元。另外,本发明在载体组合构建成功后只需合成带接头的一对引物,不需额外的引物及其他试剂,也节约了不少成本。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。