Сайт-направленный мутагенез в пшенице через индукцию гаплоидов кукурузой
Новое исследование, опубликованное в Plant Biotechnology Journal, демонстрирует, как сайт-направленный мутагенез может быть достигнут практически в любом генотипе пшеницы с помощью межродового скрещивания пшеницы с трансгенной кукурузой, экспрессирующей cas9/guide-RNA (gRNA).
В работе были созданы новые аллельные варианты генов пшеницы BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE 1 (BRI1) и SEMIDWARF 1 (SD1), участвующих в регуляции важного для сельского хозяйства признака — высоты растения.
Результаты:
Из 174 растений пшеницы было идентифицировано 15 независимых мутантов по целевым генам.
Мутанты были получены на шести генетических фонах пшеницы: три яровых мягких пшеницы (BW, W5, K15), одна озимая мягкая пшеница (S96) и две твердые пшеницы (D6 и D7).
Мутации были обнаружены во всех трёх нацеленных геномных участках.
Ни один из 15 мутантов не содержал трансгена.
Эффективность получения мутантных растений колебалась от 3,6% до 50%.
Ключевые достижения:
Как отмечает доктор Нагавени Будхагатапалли, ключевую роль сыгравшая в исследовании, проведённом в Институте генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур им. Лейбница (IPK) в Гатерслебене, основные достижения включают:
- Значительно сниженную зависимость от генотипа.
- Возможность создания целого ряда растений пшеницы с разными аллельными вариантами целевого гена, используя всего одно растение трансгенной кукурузы cas9/gRNA.
- Получение специфичных к целевому гену мутантов, которые сразу являются чистыми линиями и, как правило, свободны от любых трансгенов.
Перспективы улучшения:
Эффективность подхода может быть повышена, например, за счёт более сильной экспрессии Cas9 и gRNA в нужный момент времени или разработки улучшенных протоколов для in planta получения удвоенных гаплоидов.