Song, Jae-Young;Nino, Marjohn;Nogoy, Franz Marielle;Jung, Yu-Jin;Kang, Kwon-Kyoo;Cho, Yong-Gu
Journal of Plant Biotechnology
/
v.44
no.2
/
pp.107-114
/
2017
Implementation of crop improvement programs relies on genetic diversity. To overcome the limited occurrence of natural mutations, researchers and breeders applied diverse methods, ranging from conventional crossing to classical bio-technologies. Earlier generations of knockout and gain-of-function technologies often result in incomplete gene disruption or random insertions of transgenes into plant genomes. The newly developed editing tool, CRISPR/Cas9 system, not only provides a powerful platform to efficiently modify target traits, but also broadens the scope and prospects of genome editing. Customized Cas9/guide RNA (gRNA) systems suitable for efficient genomic modification of mammalian cells or plants have been reported. Following successful demonstration of this technology in mammalian cells, CRISPR/Cas9 was successfully adapted in plants, and accumulating evidence of its feasibility has been reported in model plants and major crops. Recently, a modified version of CRISPR/Cas9 with added novel functions has been developed that enables programmable direct irreversible conversion of a target DNA base. In this review, we summarized the milestone applications of CRISPR/Cas9 in plants with a focus on major crops. We also present the implications of an improved version of this technology in the current plant breeding programs.
Kim, Euyeon;Yang, So Hee;Park, Hyosun;Koo, Yeonjong
Korean Journal of Environmental Agriculture
/
v.40
no.3
/
pp.186-193
/
2021
BACKGROUND: Before generating transgenic plant using the CRISPR-Cas9 system, the efficiency test of sgRNAs is recommended to reduce the time and effort for plant transformation and regeneration process. The efficiency of the sgRNA can be measured through the transient expression of sgRNA and Cas9 gene in tomato cotyledon; however, we found that the calculated efficiency showed a large variation. It is necessary to increase the precision of the experiment to obtain reliable sgRNA efficiency data from transient expression. METHODS AND RESULTS: The cotyledon of 11th, 15th, 19th, and 23rd-day-old tomato (Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom) were used for expressing CRISPR-Cas9 transiently. The agrobacterium harboring sgRNA for targeting ALS2 gene of tomato was injected through the stomata of leaf adaxial side and the genomic DNA was extracted in 5 days after injection. The target gene edition was identified by amplifying DNA fragment of target region and analyzing with Illumina sequencing method. The target gene editing efficiency was calculated by counting base deletion and insertion events from total target sequence read. CONCLUSION: The CRISPR-Cas9 editing efficiency varied with tomato cotyledon age. The highest efficiency was observed at the 19-day-old cotyledons. Both the median and mean were the highest at this stage and the sample variability was also minimized. We found that the transgene of CRISPR-Cas9 system was strongly correlated with plant leaf development and suggested the optimum cotyledon leaf age for Agrobacterium-mediated transfection in tomato.
The CRISPR/Cas9 is a core technology that can result in a paradigm for breeding new varieties. This study describes in detail the sgRNA design, vector construction, and the development of a transgenic plant and its molecular analysis, and demonstrates how gene editing technology through the CRISPR/Cas9 system can be applied easily and accurately. CRISPR/Cas9 facilitates targeted gene editing through RNA-guided DNA cleavage, followed by cellular DNA repair mechanisms that introduce sequence changes at the site of cleavage. It also allows the generation of heritable-targeted gene mutations and corrections. Here, we present detailed procedures involved in the CRISPR/Cas9 system to acquire faster, easier and more cost-efficient gene edited transgenic rice. The protocol described here establishes the strategies and steps for the selection of targets, design of sgRNA, vector construction, and analysis of the transgenic lines. The same principles can be used to customize the versatile CRISPR/Cas9 system, for application to other plant species.
Streptomyces are attractive microbial cell factories that have industrial capability to produce a wide array of bioactive secondary metabolites. However, the genetic potential of the Streptomyces species has not been fully utilized because most of their secondary metabolite biosynthetic gene clusters (SM-BGCs) are silent under laboratory culture conditions. In an effort to activate SM-BGCs encoded in Streptomyces genomes, synthetic biology has emerged as a robust strategy to understand, design, and engineer the biosynthetic capability of Streptomyces secondary metabolites. In this regard, diverse synthetic biology tools have been developed for Streptomyces species with technical advances in DNA synthesis, sequencing, and editing. Here, we review recent progress in the development of synthetic biology tools for the production of novel secondary metabolites in Streptomyces, including genomic elements and genome engineering tools for Streptomyces, the heterologous gene expression strategy of designed biosynthetic gene clusters in the Streptomyces chassis strain, and future directions to expand diversity of novel secondary metabolites.
Due to the increasing interest in SNPs and mutational hot spots for disease traits, it is becoming more important to define and understand the relationship between SNPs and their flanking sequences. To study the effects of flanking sequences on SNPs, statistical approaches are necessary to assess bias in SNP data. In this study we mainly applied Markov chains for SNP sequences, particularly those located in intronic regions, and for analysis of in-del data. All of the pertaining sequences showed a significant tendency to generate particular SNP types. Most sequences flanking SNPs had lower complexities than average sequences, and some of them were associated with microsatellites. Moreover, many Alu repeats were found in the flanking sequences. We observed an elevated frequency of single-base-pair repeat-like sequences, mirror repeats, and palindromes in the SNP flanking sequence data. Alu repeats are hypothesized to be associated with C-to-T transition mutations or A-to-I RNA editing. In particular, the in-del data revealed an association between particular changes such as palindromes or mirror repeats. Results indicate that the mechanism of induction of in-del transitions is probably very different from that which is responsible for other SNPs. From a statistical perspective, frequent DNA lesions in some regions probably have effects on the occurrence of SNPs.
Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
/
2017.06a
/
pp.14-14
/
2017
The discipline of plant breeding is experiencing a renaissance impacting crop improvement as a result of new technologies, however fundamental questions remain for predicting the phenotype and how the environment and genetics shape it. Inexpensive DNA sequencing, genotyping, new statistical methods, high throughput phenotyping and gene-editing are revolutionizing breeding methods and strategies for improving both quantitative and qualitative traits. Genomic selection (GS) models use genome-wide markers to predict performance for both phenotyped and non-phenotyped individuals. Aerial and ground imaging systems generate data on correlated traits such as canopy temperature and normalized difference vegetative index that can be combined with genotypes in multivariate models to further increase prediction accuracy and reduce the cost of advanced trials with limited replication in time and space. Design of a GS training population is crucial to the accuracy of prediction models and can be affected by many factors including population structure and composition. Prediction models can incorporate performance over multiple environments and assess GxE effects to identify a highly predictive subset of environments. We have developed a methodology for analyzing unbalanced datasets using genome-wide marker effects to group environments and identify outlier environments. Environmental covariates can be identified using a crop model and used in a GS model to predict GxE in unobserved environments and to predict performance in climate change scenarios. These new tools and knowledge challenge the plant breeder to ask the right questions and choose the tools that are appropriate for their crop and target traits. Contemporary plant breeding requires teams of people with expertise in genetics, phenotyping and statistics to improve efficiency and increase prediction accuracy in terms of genotypes, experimental design and environment sampling.
As an initial step toward a better understanding of the genome structure of Korean cattle (Hanwoo breed) and initiation of the framework for genomic research in this bovine, the bacterial artificial chromosome (BAC) end sequencing of 21,024 clones was recently completed. Among these clones, BAC End Sequences (BESs) of 20,158 clones with high quality sequences (Phred score ${\geq}20$, average BES equaled 620 bp and totaled 23,585,814 bp), after editing sequencing results by eliminating vector sequences, were used initially to compare sequence homology with the known bovine chromosomal DNA sequence by using BLASTN analysis. Blast analysis of the BESs against the NCBI Genome database for Bos taurus (Build 2.1) indicated that the BESs from 13,201 clones matched bovine contig sequences with significant blast hits (E<$e^{-40}$), including 7,075 single-end hits and 6,126 paired-end hits. Finally, a total of 5,105 clones of the Korean cattle BAC clones with paired-end hits, including 4,053 clones from the primary analysis and 1,052 clones from the secondary analysis, were mapped to the bovine chromosome with very high accuracy.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.