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Marchantia CRISPR/Cas9 克隆流程(中文翻译)
一、gRNA 寡核苷酸示例
| 编号 | 名称 | 序列 | 用途 |
| AK54 | MpERF7_gRNA1_AK-F | CTCGTGGCCGCCATCTCGGGGGTG | 通过 Gateway 系统进行 Marchantia CRISPR 克隆(Sugano 2018) |
| AK55 | MpERF7_gRNA1_AK-R | AAACCACCCCCGAGATGGCGGCCA | |
本步目的:给出一对可用于 Marchantia CRISPR 克隆的寡核苷酸示例,说明后续流程所处理的是带有目标靶序列的引导序列寡核苷酸。
二、Marchantia 中 CRISPR/Cas9 系统克隆流程
原文说明:according to Sugano et al., 2018 [PLOS One]
1. 寡核苷酸的磷酸化与退火
- 1 µL oligo 1(100 µM 储存液)
- 1 µL oligo 2(100 µM 储存液)
- 1 µL 10× T4 ligation buffer(必须含 ATP,例如 NEB)
- 6.5 µL dH2O
- 0.5 µL T4 polynucleotide kinase
退火程序:
- 37 °C 30 min
- 95 °C 5 min
- 以 5 °C/min 速率降温至 25 °C
本步目的:给寡核苷酸 5' 端加磷酸,并使互补链退火形成可连接的双链 DNA 片段,为后续插入载体做准备。
2. 用 BsaI 酶切 pMpGE_En03
- 1 µg DNA
- 5 µL 10× CutSmart buffer
- 1 µL BsaI restriction enzyme(NEB)
- 以 dH2O 补足至 50 µL
37 °C 孵育 3 h;随后按照 PCR clean-up kit 说明纯化线性化载体,但用 15–20 µL dH2O 洗脱。
本步目的:将 pMpGE_En03 定向切开并线性化,得到可接受 gRNA 双链插入片段的载体骨架。
3. 线性化载体与退火寡核苷酸连接
- 1 µL 退火并磷酸化后的寡核苷酸双链(1:200 稀释)
- 2 µL 10× ligation buffer(含 ATP)
- 50 ng 线性化且已纯化的载体
- 以 dH2O 补足至 20 µL 小计体积
- 最后加入 1 µL T4 ligase
室温孵育 1–2 h,随后冰箱过夜。之后转化至感受态细菌,使用卡那霉素筛选。
本步目的:将目标 gRNA 片段连接进入门载体 pMpGE_En03,构建后续 Gateway/LR 反应所需的中间载体。
4. 第一轮菌落 PCR 鉴定
- 使用 oligo-F primer 和 M13-R primer
- 阳性转化子应出现约 250 bp 条带
- 选阳性克隆做过夜培养
本步目的:快速确认 gRNA 片段是否成功插入入门载体,避免将阴性克隆带入下一步。
5. LR 反应(采用厂家建议体积的一半)
- 75 ng pMpGE_En03_oligos
- 150 ng pMpGE010 或 pMpGE011(若有问题可调比例)
- 至少 2 µL TE buffer pH 8.0(10 mM Tris-HCl, pH 8.0; 1 mM EDTA)
- 以 dH2O 补足至 4 µL
- 加入 0.5 µL LR clonase
轻弹混匀两次,短暂离心,室温至少孵育 1 h(更推荐 2–4 h 或过夜),然后转化入感受态细菌,使用壮观霉素筛选。
本步目的:通过 Gateway LR 重组,将含 gRNA 的入门载体转移到最终植物表达载体 pMpGE010/011 中。
6. 第二轮菌落 PCR 鉴定
- 仍使用 oligo-F primer 和 M13-R primer
- 阳性转化子应出现约 500 bp 条带
- 若使用自制感受态,可能出现大小不一的菌落,优先挑选大菌落
- 可能出现 250 bp、250+500 bp 或仅 500 bp 条带;只保留目标正确者
本步目的:确认 LR 反应成功,获得真正可用于 Marchantia 转化的最终 CRISPR 构建体。
三、快速基因组 DNA 提取(原文附带)
- Extraction solution E7526-24 mL(Sigma-Aldrich)
- Dilution solution D5688-12 mL(Sigma-Aldrich)
- 向 PCR 管中加入 15–30 µL extraction buffer。
- 加入一小块植物组织;样品之间注意无菌操作,组织应完全浸没在液体中。
- 在 PCR 仪中 90 °C 孵育 10 min。
- 加入等体积 dilution buffer(与 extraction buffer 体积比 1:1)。
- 吹打混匀,gDNA 即可使用;可冷藏或 -20 °C 保存。
- 若 PCR 反应总体积为 50 µL,则取 4 µL 混合物使用。
本步目的:快速获得可直接用于 PCR 的植物基因组 DNA,用于后续 CRISPR 编辑结果的检测。
四、说明
注:原始 docx 后半部分已经混入一份中文解释稿。我在此以原文英文流程为主重新整理,数值、试剂、载体名称和筛选抗生素保持与原始记录一致。