Система CRISPR/Cas9 обеспечивает в рисе специфическое гомозиготное таргетное редактирование генов уже в одном поколении

Система CRISPR/Cas9 была ранее показана как эффективный инструмент таргетного редактирования генов у разных организмов, включая растения. Однако оставалось неясным, будет ли она работать у сельскохозяйственных культур, таких как рис. В настоящем исследовании в двух подвидах риса были протестированы 11 целевых генов, и оценены характер, специфичность и наследуемость генетических изменений.

Анализ генотипов и частоты редактированных генов в первом поколении трансформированных растений (T0) показал высокую эффективность системы CRISPR/Cas9 у риса: целевые гены редактировались почти в половине трансформированных эмбриогенных клеток еще до первого деления. У растений T0 легко выявлялись гомозиготы по редактированным целевым генам. Мутации генов передавались следующему поколению (T1) по классическим законам Менделя, без обнаруживаемых новых мутаций или реверсии. Даже при тщательном поиске, включая полногеномное повторное секвенирование, не было получено доказательств крупных off-target-эффектов у риса ни для одного из многих протестированных в работе мишеней. При прицельном секвенировании предполагаемых внецелевых сайтов у большого числа растений T0 низкочастотные мутации были обнаружены только в одном внецелевом сайте, где последовательность отличалась от целевой на 1 пару оснований. В целом полученные данные указывают на то, что система CRISPR/Cas9 является мощным инструментом для редактирования генома сельскохозяйственных культур.