Ngày cập nhật 13 Tháng Mười Hai 2019
Cấu trúc cây trồng có tác động đáng kể đến năng suất hạt của các loại cây trồng khác nhau, bao gồm cả đậu tương (Glycine max), nhưng kiến thức về tối ưu hóa cấu trúc cây trồng để tăng tiềm năng năng suất vẫn còn hạn chế. Gần đây, hệ thống CRISPR/Cas9 đã cách mạng hóa việc chỉnh sửa bộ gen và đã được sử dụng rộng rãi để chỉnh sửa bộ gen của một loạt các loại cây trồng.
Các kết quả trong nghiên cứu hiện tại, đã sử dụng hệ thống CRISPR/Cas9 để đột biến bốn gen mã hóa các yếu tố phiên mã SQUAMOSA Promoter Binding Protein- Like (SPL) của họ SPL9 trong đậu tương. Bốn gen GmSPL9 này được quy định bởi GmmiR156b, một mục tiêu để cải thiện cấu trúc và năng suất của cây đậu tương. Đậu tương Williams 82 đã được biến đổi với plasmid CRISPR/Cas9, được lắp ráp với bốn băng biểu hiện sgRNA được thúc đẩy bởi Arabidopsis thaliana U3 hoặc U6, nhắm vào các vị trí khác nhau của bốn gen SPL9 này thông qua chuyển đổi qua trung gian Agrobacterium tumefaciens. Việc xóa 1 bp đã được phát hiện trong một vị trí đích của GmSPL9a và một vị trí đích của GmSPL9b, bằng cách phân tích trình tự DNA của hai cây trồng thế hệ T0. Các đột biến đơn bội đồng hợp tử thế hệ T2 và spl9b biểu hiện không có thay đổi kiểu hình rõ ràng; nhưng đột biến kép homozygous đột biến spl9a / spl9b sở hữu chiều dài plastochron ngắn hơn. Ở thế hệ T4, các cây đột biến mang nhiều tổ hợp đột biến khác nhau cho thấy số nút tăng trên thân chính và số nhánh. Ngoài ra, mức độ biểu hiện của các gen GmSPL9 được kiểm tra cao hơn ở đột biến đơn spl9b-1 so với thực vật hoang dã, điều này có thể gợi ý một quy định phản hồi về sự biểu hiện của gen GmSPL9 được nghiên cứu trong đậu tương.
Kết quả cho thấy rằng đột biến mục tiêu qua trung gian CRISPR/Cas9 của bốn gen GmSPL9 trong các kết hợp khác nhau đã làm thay đổi kiến trúc thực vật trong đậu tương. Các phát hiện đã chứng minh rằng GmSPL9a, GmSPL9b, GmSPL9c và GmSPL9 hoạt động như các yếu tố phiên mã dư thừa trong việc điều chỉnh kiến trúc thực vật ở đậu tương.
Nguồn: ncbi.nlm.nih.gov
