Anglicky: CRISPR/Cas9 genome editing of potato StDMR6-1 results in plants less affected by different stress conditions
Zdroj: Karlsson, M, Kieu, NP, Lenman, M, Marttila, S, Resjö, S, Zahid, MA, Andreasson, E. 2024. CRISPR/Cas9 genome editing of potato StDMR6-1 results in plants less affected by different stress conditions. Horticulture Research, 11,7.
Klíčová slova: "genomové editace, brambory, biotechnologie, houbové choroby, stres"
Dostupný z: https://doi.org/10.1093/hr/uhae130
Brambory (Solanum tuberosum L.) jsou světově významnou a nutričně hodnotnou plodinou, jejichž pěstování však ohrožuje velký počet chorob a nepříznivých abiotických podmínek. K potlačení houbových chorob se často aplikují fungicidy. Genů rezistence vůči houbovým patogenům využitelných ve šlechtění odolnějších rostlin je u brambor nedostatek a bývají často překonávány novými rasami patogenu. Deaktivace genů náchylnosti (tzv. S-geny), které patogeny zneužívají pro své přežití a množení v hostitelském organismu, se nabízí jako udržitelná alternativa, která může zvýšit rezistenci rostlin. Gen DMR6 byl popsán u několika důležitých plodin v souvislosti s náchylností k biotickým stresům, jelikož se účastní katabolické dráhy obranného fytohormonu – kyseliny salicylové. Inaktivací DMR6 genu se zvyšuje exprese genů kódující syntézu kyseliny salicylové a tím i rezistence vůči patogenům. Rostliny mající mutovaný gen StDMR6-1 vykazují v laboratorních podmínkách zvýšenou rezistenci k plísni bramborové, jejíž původcem je patogen Phytophthora infestans. Publikace prezentuje výsledky čtyřletého polního pokusu, během kterého byly rostliny nesoucí vyřazený gen StDMR6-1, který byl mutován metodou CRISPR/Cas9, testovány v polních podmínkách. Byla hodnocena jejich schopnost rezistence vůči plísni bramborové v prostředí s rozmanitou populací P. infestans, a to za současného zachování výtěžku a kvality hlíz. Během hodnocení hlíz z polního pokusu byla u modifikovaných rostlin pozorována zvýšená rezistence vůči obecné strupovitosti brambor. V kontrolních podmínkách mutantní rostliny také vykazovaly zvýšenou odolnost vůči houbě Alternaria solani způsobující hnědou skvrnitost listů brambor. Vzhledem k širšímu spektru rezistence rostlin majících StDMR6-1 byla prostudována i odolnost rostlin proti abiotickým stresům. V laboratorních podmínkách prokázaly modifikované rostliny vyšší odolnost vůči suchu a zasolení oproti kontrolním rostlinám. Souhrnně výsledky ukazují potenciál využití modifikovaných rostlin s inaktivovaným genem StDMR6-1 v udržitelné produkci kvalitních a odolnějších brambor. Publikace tak demonstruje využití S-genů při tvorbě rostlin odolnějších vůči biotickým a abiotickým stresům. Vyhledáním analogických S-genů vyskytujících se u jiných hospodářských druhů a jejich editací v rostlině zájmu lze potenciálně docílit vzniku rezistence vůči stresorům. Mutace S-genů může poskytnout vyšší odolnost rostlinám, u kterých nejsou pro klasické křížení k dispozici geny rezistence a pro vznik rezistence by u nich musely být použity geny z jiných organismů vnesené transgenozí. Zdůrazňuje také roli kyseliny salicylové nejen při obraně vůči biotickým vlivům, ale také při ochraně vůči abiotickým stresorům. Kyselina salicylová by tak při exogenní aplikaci mohla být prospěšná jako přípravek na ochranu rostlin nebo podpůrný preparát.
