Използването на мощния инструмент за редактиране на гени CRISPR-Cas9 може да помогне за селекцията на какаови дървета, които имат желани белези, като повишена устойчивост към заболявания, според учените от Пенстейт университет, САЩ.
Какаовото дърво (Theobroma cacao), което расте в тропически райони, произвежда какаовите зърна, които са суровия материал за производство на шоколад. Високитата производителност на какаовите растения е от съществено значение за мултимилионална шоколадова индустрия, икономиките на страните производителки и препитанието на милиони дребни какаови земеделци. Всяка година заразяването на какаовото растение с различни патогени оказва силно влияние върху световното производство с унищожаване на 20-30% от шушулките преди прибиране на реколтата.
Изследователите съобщиха наскоро, в сп. „Frontiers in Plant Science“, резултатите от проучването, за които се смята, че са първите, които демонстрират възможността за използване на най-новата технология CRISPR за подобряване на какаовото дърво.
CRISPR е начин за модифициране на генома на организма чрез точно доставяне на ензим за рязане на ДНК, Cas9, до целевия регион на ДНК. Получената промяна може да изтрие или замени конкретни ДНК участъци, като по този начин засили или деактивира определени белези.
Предишно изследване на какаото идентифицира ген, известен като TcNPR3, който потиска отговора на растението на болест. Изследователите са предположили, че използването на CRISPR-Cas9 за премахване на този ген би довело до повишена резистентност към болестта.
За да проверятсвоята хипотеза, те използват Agrobacterium – растителен патоген, модифициран, за да се премахне способността му да причинява заболяване – да вкара CRISPR-Cas9 компоненти в откъснати какаови листа. Последващият анализ на тъканите открива делеции (отпадане, липса) в 27% от копията на гена TcNPR3.
Заразените листа с Phytopthera tropicalis, естествено срещащ се патоген при какаото и други растения, показват по-голяма устойчивост към болести. Резултатите предполагат, че мутацията само на една част от копията на гена може да бъде достатъчна, за да предизвика последващи реакции, водещи до системна устойчивост към болестта при растението.
Изследователите са създали и CRISPR генно-редактирани какаови ембриони, които ще отгледат до зрели дървета, за да изпробват ефективността на този подход на ниво цяло растение в бъдещо проучване.
Освен нов инструмент за ускоряване на селекцията, технологията CRISPR-Cas9 може да помогне и на фундаменталната биология, предлагайки метод за ефективна оценка за функцията на различни гени.
Fister et al. 2018 Transient Expression of CRISPR/Cas9 Machinery Targeting TcNPR3 Enhances Defense Response in Theobroma cacao; doi.org/10.3389/fpls.2018.00268
Източник: Phys.org
