Traditionella genomredigeringstekniker möter betydande utmaningar i vegetativt förökade grödor som vindruvor. Nuvarande transformationsmetoder uppvisar låg effektivitet och har svårigheter att uppnå stabil växtförnyelse över olika druvsorter.
Baserat på dessa utmaningar finns det ett behov av en mer effektiv och brett användbar genomredigeringsmetod för att främja druvförädling och förbättringsinsatser.
Forskare vid University of California, Davis, har gjort betydande framsteg inom jordbruksbioteknik. Deras artikel, publicerad den 13 december 2023, i Horticulture Research , introducerar ett innovativt protokoll för genomredigering i Vitis-arter, vilket möjliggör skapandet av icke-chimära och transgenfria växter genom protoplastodling.
Beväpnad med CRISPR-Cas9 har forskningsgruppen skickligt redigerat genomen från en mängd olika druvsorter. Inkapslingen av protoplaster i kalciumalginatkulor, följt av samodling med matarceller, har lett till robust växtförnyelse. Metoden har visat sin effektivitet på en mängd olika druvor, från Thompson Seedless till Chardonnay, Colombard och Merlot.
Protokollet börjar med isolering av protoplaster från embryogena kalluskulturer, fortsätter med deras inkapsling i alginatkulor och använder samodling med matarceller för att inducera delning och kallusbildning. Dessa calluskolonier, när de väl mognat, flyttas till groningsmedier och utvecklas till embryon som kulminerar i utvecklingen av fullvuxna växter.
Denna strömlinjeformade process, kondenserad till en sexmånaderscykel, överträffar markant traditionella tidslinjer för genomredigering. Protokollets effektivitet och pålitlighet gör det till en lovande kandidat för verkliga tillämpningar inom druvodling och bredare jordbruksforskning.
"Den här studiens genombrott ligger i dess effektiva och brett applicerbara protoplastbaserade genomredigeringsmetod. Den förbättrar inte bara genomredigeringseffektiviteten i druvsorter utan ger också ett nytt tillvägagångssätt för redigering av andra vegetativt förökade grödor", säger professor David M. Tricoli från Dr. University of California, Davis.
Detta innovativa genomredigeringsprotokoll ger ett kraftfullt verktyg för druvförädling och förbättring, särskilt för att utveckla sjukdomsresistenta och klimattåliga sorter. Förmågan att snabbt producera nya druvsorter med önskvärda egenskaper kan avsevärt påverka jordbrukssektorn.
Dessutom erbjuder denna metods framgång inom druvor värdefulla insikter och potentiella tillämpningar för andra vegetativt förökade grödor, vilket banar väg för framsteg inom växtgenomredigering och hållbart jordbruk.
Mer information: David M Tricoli et al, Ett effektivt protoplastbaserat genomredigeringsprotokoll för Vitis-arter, Trädgårdskulturforskning (2023). DOI:10.1093/hr/uhad266
Journalinformation: Trgårdsbruksforskning
Tillhandahålls av TranSpread
