Chỉnh sửa bộ gen không có gen chuyển trong cây cà chua và khoai tây bằng cách sử dụng Agrobacterium (CRISPR / Cas9 Cytidine)

Ngày cập nhật 14 Tháng Mười Hai 2019

Các công cụ chỉnh sửa bộ gen đã nhanh chóng được các nhà khoa học thực vật áp dụng để khám phá chức năng gen và cải tiến cây trồng. Thách thức kỹ thuật hiện tại là tạo ra các đột biến điểm mục tiêu chính xác và có thể dự đoán một cách hiệu quả có giá trị cho mục đích nhân giống cây trồng. Cytidine (CBE) là các công cụ có nguồn gốc CRISPR / Cas9 được phát triển gần đây để chỉ đạo chuyển đổi cơ sở C-to-T. Sự tích hợp bộ gen ổn định của các thành phần CRISPR / Cas9 thông qua chuyển đổi được tổ chức bởi Agrobacterium là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất trong các cây hai lá mầm.

Tuy nhiên, việc loại bỏ DNA ngoại lai có thể khó đạt được, đặc biệt là ở thực vật nhân giống. Trong nghiên cứu này gen acetolactate synthase ( ALS ) trong cà chua và khoai tây bởi một CBE sử dụng Agrobacterium. Nghiên cứu đã chỉnh sửa thành công và hiệu quả các cơ sở cytidine được nhắm mục tiêu, dẫn đến các nhà máy kháng chlorsulfuron với hiệu suất phiên bản cơ sở chính xác lên đến 71% trong cà chua. Quan trọng hơn, các tác giả đã sản xuất các loại cây được chỉnh sửa 12,9% và 10% nhưng không có gen trong thế hệ đầu tiên ở cà chua và khoai tây. Một cách tiếp cận như vậy được dự kiến ​​sẽ làm giảm các tác động xấu do sự tích hợp ngẫu nhiên của gen chuyển vào bộ gen chủ. Cách tiếp cận thành công của các tác giả mở ra những quan điểm mới cho kỹ thuật bộ gen bằng việc đồng phiên bản ALS với (các) gen khác, dẫn đến các cây trồng không có gen chuyển có những đặc điểm mới quan tâm.

Các tác giả đã thiết lập một chiến lược đơn giản, hiệu quả và tiết kiệm chi phí để sản xuất các loại thực vật được chỉnh sửa và chuyển gen trong cà chua và khoai tây, sử dụng biểu hiện của Agrobacterium của CBE. Hệ thống này có thể được chuyển giao cho nhiều loài khác tương thích với biến đổi Agrobacterium, mở rộng phạm vi của hộp công cụ CRISPR để tạo ra các cây không có DNA ngoại lai, đặc biệt là ở các loài và cây được nhân giống thực vật. Vì chỉnh sửa đã được báo cáo đối với cà chua và gạo, việc chỉnh sửa đồng thời của gen ALS với một gen quan tâm khác sẽ cho phép lựa chọn các sự kiện chỉnh sửa thiếu sự chèn DNA ngoại lai không mong muốn và do đó tạo thành một triển vọng đầy hứa hẹn cho việc sử dụng công cụ này, đặc biệt là đối với các loài được nhân giống thực vật. Chiến lược như vậy sẽ làm giảm các tác động tiềm tàng của việc tích hợp ngẫu nhiên T-DNA vào bộ gen chủ và hạn chế rủi ro.

Nguồn: mdpi.com