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Directed evolution rice genes with randomly multiplexed sgRNAs assembly of base editors

生物 基因 清脆的 遗传学 计算生物学 引导RNA Cas9 基因组编辑 生物技术
作者
Ao Zhang,Tiaofeng Shan,Yan V. Sun,Zhipeng Chen,Jianjian Hu,Zhichao Hu,Ziheng Ming,Zhitao Zhu,Xue Li,Jun He,Shijia Liu,Ling Jiang,Oliver Xiaoou Dong,Yufeng Wu,Yanpeng Wang,Yuqiang Liu,Chao Li,Jianmin Wan
出处
期刊:Plant Biotechnology Journal [Wiley]
卷期号:21 (12): 2597-2610 被引量:8
标识
DOI:10.1111/pbi.14156
摘要

Summary CRISPR‐based directed evolution is an effective breeding biotechnology to improve agronomic traits in plants. However, its gene diversification is still limited using individual single guide RNA. We described here a multiplexed orthogonal base editor (MoBE), and a randomly multiplexed sgRNAs assembly strategy to maximize gene diversification. MoBE could induce efficiently orthogonal ABE (<36.6%), CBE (<36.0%), and A&CBE (<37.6%) on different targets, while the sgRNA assembling strategy randomized base editing events on various targets. With respective 130 and 84 targets from each strand of the 34th exon of rice acetyl‐coenzyme A carboxylase ( OsACC ), we observed the target‐scaffold combination types up to 27 294 in randomly dual and randomly triple sgRNA libraries. We further performed directed evolution of OsACC using MoBE and randomly dual sgRNA libraries in rice, and obtained single or linked mutations of stronger herbicide resistance. These strategies are useful for in situ directed evolution of functional genes and may accelerate trait improvement in rice.
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