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학술저널
저자정보
친양 (Biosafety Division National Institute of Agricultural Sciences RDA) 박태성 (Biosafety Division National Institute of Agricultural Sciences RDA) 조윤성 (Biosafety Division National Institute of Agricultural Sciences RDA) 임명호 (Biosafety Division National Institute of Agricultural Sciences RDA)
저널정보
한국육종학회 Plant Breeding and Biotechnology Plant Breeding and Biotechnology Vol.9 No.1
발행연도
2021.1
수록면
32 - 44 (13page)

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Gene editing technologies such as transcription activator-like effector nucleases (TALENs) and clustered regularlyinterspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated 9 (Cas9) systems have been developed to create targeted DNAmutagenesis in many crop plants. This report describes application of the TALEN system to generate bialaphos resistance(bar)-knockout null segregants in herbicide-tolerant rice (Ba15) and microarray analysis on transcriptome changes of mutated lines, toidentify unexpected effects resulting from off-targets. We generated 41 T0 plants and identified TALEN-mediated bar sequencemutations in 14 of them. Non-target site single nucleotide polymorphisms (SNPs) and small insertion/deletions (InDels) accounted fora large proportion of the mutations. Segregations of phosphinothricin acetyltransferase (PAT) protein expression levels were observedin T1 generations of two lines, R6 and R9. In addition, most T1 offspring harbored the TALE-R expression cassette and acquired somede novo mutations that were not inherited from their T0 parents. Three bar-knockout T1 lines were tested for PAT protein expression inprogeny seedlings, and their T2 plants possessed inactive bar. We selected three bar-knockout T2 plants that were TALE-DNA-free formicroarray analysis, aiming to understand the transcriptome differences between mutated null segregants and their recipient line. Only31 differentially expressed genes (DEGs) were identified in the bar-knockout rice lines, possibly resulting from somaclonal variationsfrom the in vitro cell culture process. Taken together, TALEN-mediated bar mutations have little effect on the whole transcriptomeprofile of rice. We believe our results will be helpful to study unexpected consequences in gene-edited crops.
#TALEN-editing #bar #Knockout #Transcriptome profiling

목차

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참고문헌 (27)

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Abdeen A / 2009 / The pleiotropic effects of the bar gene and glufosinate on the Arabidopsis transcriptome / Plant Biotechnol. J. 7:266~282 google schola Altpeter F / 2005 / Particle bombardment and the genetic enhancement of crops: myths and realities / Mol. Breed 15:305~327 google schola Beurdeley M / 2013 / Compact designer TALENs for efficient genome engineering / Nat. Commun 4:1~8 google schola Callaway E / 2018 / CRISPR plants now subject to tough GM laws in European Union / Nature 560:16~17 google schola 채송화 / 2017 / Analysis of Genes with Alternatively Spliced Transcripts in the Leaf, Root, Panicle and Seed of Rice Using a Long Oligomer Microarray and RNA-Seq / Molecules and Cells 40(10):714~730 dbpia

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