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Efficient dipa-crispr-mediated knockout of an eye pigment gene in the white-backed planthopper,Sogatella furcifera

Insect Science 2024年第4期31卷 1015-1025页

作者： Meng-Qi Zhang Lang-Lang Gong Ya-Qin Zhao Yun-Feng Ma Gui-Jun Long Huan Guo Xuan-Zheng Liu J.Joe Hull Youssef Dewer Chao Yang Ning-Ning Zhang Ming He Peng He National Key Laboratory of Green Pesticides Key Laboratory of Green Pesticide and Agricultural BioengineeringMinistry of EducationCenter for R&D of Fine Chemicals of Guizhou UniversityGuiyangChina Pest Management and Biocontrol Research Unit US Arid Land Agricultural Research CenterUSDA Agricultural Research ServicesMaricopaArizonaUSA Phytotoxicity Research Department Central Agricultural Pesticide LaboratoryAgricultural Research CenterDokkiGizaEgypt Guizhou Jifeng Seed Industry Limited Liability Company XingyiGuizhou ProvinceChina Shandong Facility Horticulture Bioengineering Research Center Weifang University of Science and TechnologyWeifangShandong ProvinceChina

Although crispr/Cas9 has been widely used in insect gene editing,the need for the microinjection of preblastoderm embryos can preclude the technique being used in insect species with eggs that are small,have hard shells,and/or are difficult to collect and maintain outside of their normal *** is the case with Sogatella furcifera,the white-backed planthopper(WBPH),a significant pest of Oryza sativa(rice)that oviposits inside rice *** extraction from the stem runs the risk of mechanical damage and hatching is heavily influenced by the micro-environment of the rice *** bypass these issues,we targeted embryos prior to oviposition via direct parental(dipa)-crispr,in which Cas9 and single-guide RNAs(sgRNAs)for the WBPH eye pigment gene tryptophan 2,3-dioxygenase were injected into the hemocoel of adult *** at varying numbers of days posteclosion were evaluated to determine at what stage their oocyte might be most capable of taking up the gene-editing *** evaluation of the offspring indicated that the highest G0 gene-edited efficacy(56.7%)occurred in females injected 2 d posteclosion,and that those mutations were heritably transmitted to the G1 *** study demonstrates the potential utility of dipa-crispr for future gene-editing studies in non-model insect species and can facilitate the development of novel pest management applications.

关键词： crispr/Cas9 dipa-crispr gene editing tryptophan 2,3-dioxygenase WBPH

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crispr/Cas9系统递送方式的发展及其在昆虫研究中的应用

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生命科学研究 2024年第3期28卷 223-231页

作者：王露阮永明浙江师范大学生命科学学院中国浙江金华321004

crispr/Cas9基因编辑系统自问世以来,极大地推进了人类对生物基因功能的认识。crispr/Cas9通常采用显微注射昆虫胚胎的途径来递送基因编辑试剂,由于昆虫具有多种生殖方式,因此对于某些昆虫种类如具有坚硬卵鞘的蟑螂和胎生的蚜虫等,应用... 详细信息

crispr/Cas9基因编辑系统自问世以来,极大地推进了人类对生物基因功能的认识。crispr/Cas9通常采用显微注射昆虫胚胎的途径来递送基因编辑试剂,由于昆虫具有多种生殖方式,因此对于某些昆虫种类如具有坚硬卵鞘的蟑螂和胎生的蚜虫等,应用传统的crispr/Cas9系统的递送方式来了解其基因功能就难以实现。目前,在传统的crispr/Cas9递送方式上发展出来的不需要注射昆虫早期单细胞胚胎的方法已有相关报道:ReMOT (receptor-mediated ovary transduction)和dipa-crispr (“direct parental”crispr),它们可以将编辑试剂直接注射到成年雌性个体的血腔中,能够有效地在发育中的卵母细胞中引入遗传突变,同时简化了基因编辑的过程,这类方法已经成功应用于埃及伊蚊、德国小蠊和赤拟谷盗等昆虫的研究。本文对crispr/Cas9系统的结构、作用机制、传统递送方式及其发展出的ReMOT和dipa-crispr递送方法在昆虫研究中的应用现状与前景进行了综述,以期为更多物种的基因编辑研究提供参考。

关键词： crispr/Cas9 ReMOT dipa-crispr 基因编辑昆虫

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