CRISPR/Cas9 обеспечивает устойчивость к TuMV у китайской капусты

Технология CRISPR/Cas9 — перспективный инструмент для улучшения признаков растений, в частности устойчивости к болезням.

Вирус мозаики турнепса (TuMV) серьёзно угрожает урожаям китайской капусты (Brassica rapa). Известно, что гены факторов инициации трансляции эукариот (eIF), такие как eIF(iso)4E, играют ключевую роль в устойчивости к TuMV.

В апреле 2023 года в журнале Horticulture Research была опубликована работа, в которой учёные применили CRISPR/Cas9 для редактирования генома китайской капусты сорта "Seoul" с целью создания устойчивости к TuMV.

Результаты исследования:

  • У 86.7% регенерированных растений был обнаружен трансген Cas9.
  • Высокая эффективность редактирования была показана только для одной из трёх sgРНК, нацеленных на гены eIF(iso)4E. Успешное редактирование подтвердилось для гена Bra035393.
  • Глубокое секвенирование подтвердило высокую эффективность редактирования у четырёх конкретных растений поколения T0.
  • В поколении T1 были обнаружены новые паттерны делеций/вставок (indel): одинарные, двойные и мозаичные.
  • Растения-мутанты с отредактированным геном eIF(iso)4E оказались устойчивы к TuMV.

Оценка устойчивости:

  • Дикие (неотредактированные) растения проявляли симптомы вируса в течение недели после инокуляции.
  • Отредактированные растения, особенно с высокой частотой indel, демонстрировали устойчивость. Была выявлена чёткая отрицательная корреляция между частотой indel и накоплением вирусного белка оболочки.
  • Через 30 дней после инокуляции отредактированные растения росли здоровыми, в то время как дикие растения отставали в росте и проявляли мозаичные симптомы.
  • В контролируемых условиях многие дикие растения погибли или имели серьёзные проблемы с ростом, тогда как отредактированные растения (с высокой частотой indel) не отличались от неинокулированных.

Вывод: Исследование демонстрирует потенциал CRISPR/Cas9 для ускоренной селекции китайской капусты на устойчивость к вирусам и предлагает протокол для улучшения целевых признаков через редактирование генома.

2023-10-30