Ziel: Der U6-Promotor ist ein Schlüsselelement im CRISPR/Cas9-Geneditierungssystem bei zweikeimblättrigen Pflanzen, das die Expression der Leit-RNA (sgRNA) steuert und aus kurzen, regelmäßig angeordneten palindromischen Wiederholungen in Clustern besteht. Endogene U6-Promotoren weisen in der Regel eine höhere Transkriptionsaktivität auf, was die Effizienz der Geneditierung erheblich steigert. Diese Studie zielt darauf ab, endogene U6-Promotoren in Beifuß zu identifizieren, um dessen CRISPR/Cas9-Geneditierungssystem zu optimieren, was für die molekulare Züchtung von Beifuß von großer Bedeutung ist. Methode: Basierend auf der hochkonservierten Sequenz der nuklearen kleinen U6-RNA (snRNA) von Arabidopsis wurden endogene U6-Promotor-Sequenzen aus dem vollständigen Beifuß-Genom herausgesucht, anschließend wurden rekombinante Vektoren konstruiert, die das Luciferase-Gen (LUC) unter Kontrolle der Kandidaten-U6-Promotoren tragen. Diese wurden transient in Virginisches Tabakpflanzen transformiert, und die Transkriptionsaktivität der Promotoren wurde mittels In-vivo-Bildgebung und Dual-Luciferase-Reportersystemen bewertet. Ergebnisse: Erfolgreich wurden 8 endogene U6-Promotoren aus Beifuß geklont. Die Sequenzanalyse zeigte, dass diese Promotoren konservierte cis-Wirkungselemente enthalten, die ihre Transkriptionsaktivität beeinflussen, darunter USE und TATA-Box. Die Dual-Luciferase-Aktivitätsanalyse ergab, dass die Transkriptionsaktivität von AaU6-3, AaU6-1 und AaU6-5 signifikant höher war als die von AtU6-26 aus Arabidopsis, wobei AaU6-3 die höchste Aktivität zeigte. Schlussfolgerung: Diese Studie identifizierte 3 endogene U6-Promotoren mit hoher Transkriptionsaktivität in Beifuß, die wichtige funktionelle Elemente zur Entwicklung eines effizienten Beifuß-Geneditierungssystems liefern, was die präzise molekulare Züchtung und die Innovation hochwertiger genetischer Ressourcen von Beifuß fördert.

Beifuß; U6-Promotor; Transkriptionsaktivität