CRISPR-Cas9 gene editing and rapid detection of gene-edited mutants using high-resolution melting in the apple scab fungus, <i>Venturia inaequalis</i>
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Scab, or black spot, caused by the filamentous fungal pathogen Venturia inaequalis , is the most economically important disease of apple ( Malus x domestica ) worldwide. To develop durable control strategies against this disease, a better understanding of the genetic mechanisms underlying the growth, reproduction, virulence and pathogenicity of V. inaequalis is required. A major bottleneck for the genetic characterization of V. inaequalis is the inability to easily delete or disrupt genes of interest using homologous recombination. Indeed, no gene deletions or disruptions in V. inaequalis have yet been published. Recently, CRISPR-Cas9 has emerged as an efficient tool for gene editing in filamentous fungi. With this in mind, we set out to establish CRISPR-Cas9 as a gene editing tool in V. inaequalis . Results We showed that CRISPR-Cas9 can be used for gene inactivation in the apple scab fungus. As a proof of concept, we targeted the melanin biosynthesis pathway gene trihydroxynaphthalene reductase ( THN ), which has previously been shown to result in a light-brown colony phenotype when transcriptionally silenced using RNA interference. Using one of two CRISPR-Cas9 single guide RNAs (sgRNAs) targeted to the THN gene, delivered by a single autonomously replicating Golden Gate-compatible plasmid, we were able to identify six of 36 stable transformants with a light-brown phenotype, indicating an ~ 16.7% gene inactivation efficiency. Notably, of these six THN mutants, five had an independent mutation. As part of our pipeline, we also report a high-resolution melting (HRM) curve protocol for the rapid detection of CRISPR-Cas9 gene-edited mutants of V. inaequalis . This protocol identified a single base pair deletion mutation in a sample containing only 5% mutant genomic DNA, indicating high sensitivity for mutant screening. Conclusions In establishing CRISPR-Cas9 as a tool for gene editing in V. inaequalis , we have provided a strong starting point for studies aiming to decipher the function of genes associated with the growth, reproduction, virulence and pathogenicity of this fungus. The associated HRM curve protocol will enable CRISPR-Cas9 transformants to be screened for gene inactivation in a high-throughput and low-cost manner, which will be particularly powerful in cases where the CRISPR-Cas9-mediated gene inactivation efficiency is low.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».