PHYS, 30/10/2023
CRISPR/Cas9 desbloqueia resistência ao TuMV no repolho chinês: um salto em frente no melhoramento genético de plantas editadas pelo genoma
A edição do genoma, especialmente a tecnologia CRISPR/Cas9, é imensamente promissora no aprimoramento das características das plantas, principalmente na resistência a doenças, oferecendo uma alternativa mais eficiente ao melhoramento tradicional.
O vírus do mosaico do nabo (TuMV), um tipo de potyvírus, ameaça gravemente as culturas de couve chinesa (Brassica rapa). A pesquisa existente sugere que os genes do fator de iniciação da tradução eucariótica (eIF), como o eIF (iso) 4E, desempenham um papel fundamental na resistência ao TuMV em Arabidopsis.
Foi proposto que o gene eIF (iso) 4E, que foi relatado como fortemente associado aos genes de resistência recessiva de Brassica, poderia ser um alvo adequado para a edição do genoma da resistência a TuMV em espécies de Brassica. Dado o sucesso demonstrado do CRISPR/Cas9 na criação de resistência contra vários vírus através da edição de genes eIF em diferentes plantas, o potencial para direcionar o gene eIF(iso)4E para desenvolver espécies de Brassica resistentes a TuMV permanece como um caminho atraente para futuras pesquisas.
Em abril de 2023, a Horticulture Research publicou um artigo de pesquisa intitulado "Edição genética mediada por CRISPR/Cas9 para conferir resistência ao vírus do mosaico do nabo (TuMV) em repolho chinês (Brassica rapa)".
Neste estudo, os pesquisadores empregaram a técnica de edição do genoma CRISPR/Cas9 no repolho chinês, especificamente no cultivo B. rapa "Seul", com o objetivo de desenvolver plantas resistentes ao vírus do mosaico do nabo (TuMV). Isto foi conseguido inserindo as construções CRISPR/Cas9 no repolho, seguido de cultura de brotos, formação de raízes e análise de PCR.
Das plantas regeneradas, 86,7% apresentaram os transgenes Cas9 desejados. No entanto, apenas um dos três sgRNAs direcionados a três genes eIF(iso)4E mostrou eficiência de edição significativa. Entre os genes associados ao eIF(iso)4E, apenas o Bra035393 apresentou correção bem-sucedida.
O sequenciamento profundo confirmou ainda a alta eficiência de edição genética em quatro plantas específicas editadas em T 0 . Após a progressão para a geração T 1, vários novos padrões indel foram observados, categorizados em padrões simples, duplos e em mosaico, e foi confirmado que as plantas mutantes editadas por eIF(iso)4E eram resistentes ao TuMV.
Quando inoculadas com TuMV, as plantas do tipo selvagem apresentaram sintomas claros do vírus dentro de uma semana, enquanto as plantas editadas, particularmente aquelas com alta frequência de indel, exibiram resistência. Esta resistência foi quantificada através da análise das quantidades de acumulação de proteína da capa do vírus.
Uma forte correlação negativa foi encontrada entre a frequência indel e a presença do vírus, solidificando o papel do eIF(iso)4E na resistência ao TuMV.
Fenotipicamente, as plantas editadas, mesmo aquelas com sintomas menores de TuMV, apresentaram crescimento e desenvolvimento saudáveis 30 dias após a inoculação, ao contrário das contrapartes do tipo selvagem que exibiram sintomas de mosaico característicos de TuMV, retardando seu crescimento.
Avaliações adicionais de resistência em um ambiente controlado reforçaram essas observações, com plantas editadas, especialmente aquelas com alta frequência indel, não mostrando nenhuma diferença discernível em relação às plantas não inoculadas. Em contraste, muitas plantas selvagens morreram ou apresentaram graves problemas de crescimento.
Em resumo, este estudo ressalta o potencial do CRISPR/Cas9 em agilizar o processo de melhoramento para melhorar as características desejadas nas culturas, oferecendo um protocolo abrangente para refinar atributos direcionados no repolho chinês através da edição do genoma.
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Fonte:https://phys.org/news/2023-10-crisprcas9-tumv-resistance-chinese-cabbage.html
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