CHỈNH SỬA GENOME BẰNG CRISPR-CAS9 CÂY CẢI DẦU ĐA BỘI THỂ

Trong các loài cây trồng đa bội, việc thay đổi một tính trạng có tính chất ngẫu nhiên do phát sinh đột biến rất kém hiệu quả bởi vì đặc điểm dư thừa gene của chúng. Gen ALC điều khiển sự phát triển “valve-margin” và điều khiển tính rụng hạt khi quả chín. Thực hiện kỹ thuật “knocking out” gen ALC sẽ làm tăng tính kháng sự rụng hạt này và tránh được sự mất hạt trong khi thu hoạch bằng máy. Janina Braatz và cộng sự của cô thuộc Đại học Christian-Albrechts ở Kiel, Cộng Hòa Liên Bang Đức, đã sử dụng CRISPR-Cas9 để đánh trúng đích hai gen đồng dạng của ALCATRAZ (ALC) (homoeologs) của cây cải dầu tứ bội thể. 

Họ thu được cây thế hệ T1 với 4 alen đột biến alc. Tất cả những đột biến di truyền khá ổn định đến thế hệ cây T2. Thế hệ T2 không có bất cứ cây có alen ALC của dòng nguyên thủy. T-DNA và các ALC loci không được liên kết với nhau theo cách thức phân ly ngẫu nhiên ở thế hệ T2. Do vậy, những dòng đột biến kép đều không có T-DNA này, có thể sẵn sàng phục vụ việc chọn lựa thế hệ con lai đầu tiên.

 Trong khi toàn bộ cơ sở dữ liệu trình tự bộ gen cho thấy có ít nhất 5 đoạn chèn vào (insertions) khá độc lập của những trình tự nền của vector (backbone sequences), nhóm nghiên cứu không tìm thấy  bất cứ ảnh hưởng không chủ đích nào trong hai vùng của genome mang tính chất đồng dạng (homologous) với chuỗi trình tự đích. 

Việc chỉnh sửa đồng thời những gen đồng dạng (multiple homoeologs) trong loài tứ bội bằng hệ thống CRISPR-Cas9 thông qua phát sinh đột biến sẽ cung cấp chúng ta cách tiếp cận mới để cải tiến giống cây cải dầu (rapeseed breeding). 

Tham khảo thêm về nghiên cứu trên Plant Physiology.