Et nyt kapitel i druedyrkning:Ikke-transgen plantegendannelsesteknologi

Traditionelle genomredigeringsteknikker støder på betydelige udfordringer i vegetativt opformerede afgrøder som druer. Nuværende transformationsmetoder udviser lav effektivitet og står over for vanskeligheder med at opnå stabil plantegenerering på tværs af forskellige druesorter.

Baseret på disse udfordringer er der behov for en mere effektiv og bredt anvendelig genomredigeringsmetode for at fremme vindrueavlen og forbedringsindsatsen.

Forskere ved University of California, Davis, har gjort et betydeligt fremskridt inden for landbrugsbioteknologi. Deres papir, offentliggjort den 13. december 2023, i Horticulture Research , introducerer en innovativ protokol til genomredigering i Vitis-arter, der muliggør skabelse af ikke-kimære og transgenfrie planter gennem protoplastkultur.

Bevæbnet med CRISPR-Cas9 har forskningskohorten dygtigt redigeret genomerne af en bred vifte af druesorter. Indkapslingen af ​​protoplaster i calciumalginatperler, efterfulgt af samdyrkning med fødeceller, har ført til robust plantegenerering. Metoden har vist sin effektivitet på tværs af en række forskellige druer, fra Thompson Seedless til Chardonnay, Colombard og Merlot.

Protokollen begynder med isolering af protoplaster fra embryogene calluskulturer, fortsætter med deres indkapsling i alginatperler og anvender co-dyrkning med feederceller for at inducere deling og callusdannelse. Disse calluskolonier, når de er modne, flyttes til spiringsmedier og udvikler sig til embryoner, der kulminerer i udviklingen af ​​fuldvoksne planter.

Denne strømlinede proces, kondenseret til en seks-måneders cyklus, overgår markant traditionel genomredigeringstidslinjer. Protokollens effektivitet og pålidelighed gør den til en lovende kandidat til anvendelse i den virkelige verden inden for druedyrkning og bredere landbrugsforskning.

"Denne undersøgelses gennembrud ligger i dens effektive og bredt anvendelige protoplast-baserede genomredigeringsmetode. Den forbedrer ikke kun genomredigeringseffektiviteten i druesorter, men giver også en ny tilgang til redigering af andre vegetativt opformerede afgrøder," siger professor David M. Tricoli fra instituttet. University of California, Davis.

Denne innovative genomredigeringsprotokol giver et kraftfuldt værktøj til drueavl og forbedring, især til udvikling af sygdomsresistente og klimaresistente sorter. Evnen til hurtigt at producere nye druesorter med ønskværdige egenskaber kan påvirke landbrugssektoren betydeligt.

Desuden tilbyder denne metodes succes inden for druer værdifuld indsigt og potentielle anvendelser for andre vegetativt opformerede afgrøder, hvilket baner vejen for fremskridt inden for plantegenomredigering og bæredygtigt landbrug.

Flere oplysninger: David M Tricoli et al., En effektiv protoplastbaseret genomredigeringsprotokol for Vitis-arter, Harticulture Research (2023). DOI:10.1093/time/uhad266

Journaloplysninger: Gavebrugsforskning

Leveret af TranSpread