BIOTRIN je nezisková organizace vytvořená vědeckými
pracovníky pro šíření informací o moderních biotechnologiích.
Je tu pro vaši informaci a jako fórum vašich názorů.

Lnička setá se zvýšeným obsahem oleje

  • plodina: lnička setá
  • nová vlastnost: zvýšený obsah oleje
  • země: USA
  • zacíleno na: zpracovatele/prodejce
  • technika vzniku: CRISPR/Cas9
  • stav: výzkum
  • povoleno v EU: ne
Lnička setá se zvýšeným obsahem oleje
(c) Ing. Barbora Hošková, VŠCHT Praha

Lničkový olej je využíván především k výrobě kosmetiky, bionafty nebo barev a laků. Vzhledem k tomuto širokému spektru použití jsou vyvíjeny odrůdy se zvýšeným obsahem oleje.

Lnička setá GE-BADC byla vyvinuta pomocí technologie CRISPR/Cas9 zaměřené na endogenní geny badc obsahující biotinovou vazebnou doménu (angl. Biotin Attachment Domain-Containing). Jimi kódovaný protein BADC je negativním regulátorem enzymu acetyl-CoA karboxylázy (ACCase), který je klíčový pro biosyntézu mastných kyselin. Jeho normální funkcí je zpomalení biosyntézy olejů. Zamýšleným fenotypem linií GE-BADC je zvýšené množství oleje v semenech lničky prostřednictvím inaktivace tří homologů genu badc.

Binární vektor s expresními kazetami kódujícími endonukleázu Cas9 a tři vodicí RNA pro cílení genů badc byl do rostlinných buněk dodán transformací zprostředkovanou bakteriemi Agrobacterium thumefaciens metodou floral dip, při níž jsou infikovány květy dané rostliny. Analýza sekvence DNA genově editovaných rostlin (GE) ukázala, že lnička GE-BADC obsahuje geny badc s cílovými mutacemi a biosyntéza oleje tak není zpomalena. Nepřítomnost transgenních insercí v takto upravené lničce byla potvrzena analýzou PCR.

Obdobným způsobem byly následně editovány další tři geny účastnící se tvorby a hromadění olejů v semenech lničky. Dva z nich (sdp1sdp1-like) kódují enzymy lipázy, tzv. na cukru závislého 1 proteinu a jemu 1- podobného proteinu (angl. Sugar-Dependent 1 Protein, SDP1 a Sugar-Dependent 1-Like Protein, SDP1-LIKE), které v aktivním stavu během dozrávání semen vedou ke ztrátám oleje v olejových tělíscích na úkor výtěžku při jeho zpracování. Třetí gen tt2 pro průsvitné osemení zodpovídá za tvorbu transkripčního faktoru, který běžně potlačuje činnost genů zapojených do tvorby mastných kyselin, a naopak podporuje hromadění antokyaninových barviv v obalu semen.

Oproti přípravě BADC lničky stál před výzkumníky daleko náročnější úkol, souběžně editovat až 9 homologů daných tří genů. Genom lničky totiž sestává ze tří navzájem si podobných subgenomů jejích dávných předků. Každý je pak zastoupen dvakrát. Protože po samosprášení GE rostlin dochází v následných generacích ke štěpení, vytváří se tak jedinci s různými kombinacemi alel (jednotlivé formy genu), mezi kterými je možné nalézt i typy s oběma editovanými kopiemi v jednotlivých genech, a to i ve všech třech cílových genech.

Obdobně jako v případě GE-BADC lničky byla vybraná potomstva pěstována ve skleníku a sledovány jejich parametry (např. počet a váha semen, obsah oleje v semenech, případné odchylky v růstu a dalších parametrech od běžné lničky). Následně také proběhlo ověření jejich chování a výnosových ukazatelů v polních pokusech sestávajících ze šesti nezávislých opakování.

Poněkud překvapivě z dosud prověřovaných GE linií lničky s největšími počty upravených alel tří zájmových genů vykazovala nejlepší výsledky ze skleníkových i polních pokusů oproti kontrole linie, které měla jednu needitovanou variantu genu sdp1.

Důležité je, že žádná z pokusných GE linií nevykazovala žádné zjevné odchylky v růstu, odolnosti k chorobám a vývoji rostlin od běžných liniíZískané výsledky budou bezesporu využity pro moderní (GE) šlechtění lničky se zvýšeným obsahem olejů v semenech a jsou i velmi dobrým příslibem také pro šlechtění dalších olejnin.


Zdroje:

https://www.aphis.usda.gov/biotechnology/downloads/reg_loi/20-010-01_a1_air_inquiry_cbidel.pdf 

https://www.globenewswire.com/news-release/2020/04/27/2022462/0/en/Yield10-Bioscience-Obtains-Positive-Response-from-USDA-APHIS-on-Regulatory-Status-of-its-CRISPR-Genome-Edited-C3007-Trait-in-Camelina-Paving-the-Way-for-U-S-Field-Tests.html 

https://patents.google.com/patent/US20180251775A1/en 

Malik, M., Tang, J., Sharma, N., Burkitt, C., Ji, Y., Mykytyshyn, M., et al. (2018): Camelina sativa, an oilseed at the nexus between model system and commercial crop.  Plant Cell Rep. 37:  367- 1381. doi: 10.1007/s00299-018-2308-3.

Malik, M. (2020): Yield10 Trait Development: Using CRISPR to Increase Seed Yield and Oil
Content in Camelina. Presentation at 4th Annual CRISPRAgBio Congress 2020 Virtual Event, December 2, 2020. 

Yuan, L., Li, R. (2020): Metabolic engineering a model oilseed Camelina sativa for the sustainable production of high-value designed oils. Front. Plant Sci. 11:11. doi: 10.3389/fpls.2020.00011.
 

Aktualizace ke dni: 16.11.2021

Aktuálně

NOVÁ
Databáze NBT plodin | BIOTRIN


uspořádali jsme pro vás
promítání filmu
WELL FED
s následnou diskuzí
Promítání Well fed ODLOŽENO na říjen

Top