1. Название проекта: Получение высокоурожайных линий томата, устойчивых к биотическому и абиотическому стрессу путем геномного редактирования перспективных сортов.
2. Руководитель: научный сотрудник ИББР Пожарский А.С.
Исполнители:
- Младший научный сотрудник ИББР Костюкова В.С.
- Младший научный сотрудник ИББР Капытина А.И.
- Лаборант ИББР Адильбаева К.С.
3. Цель: Получить высокоурожайные линии томата, устойчивые к биотическому и абиотическому стрессу путем геномного редактирования перспективных сортов.
Задачи проекта:
1. Разработать универсальную генетическую систему для геномного редактирования двудольных растений методом CRISPR-Cas9.
2. Провести молекулярно-генетическое изучение генофонда томата страны и отобрать перспективные сорта с потенциалом устойчивости к опасным фитопатогенам, засухе и засолению для направленного редактирования генома.
3. Получить высокоурожайные линии томата с пролонгированной устойчивостью к опасным грибковым патогенам и повышенным потенциалом устойчивости к засухе.
4. Сформировать генетические паспорта для полученных высокоурожайных линий томата, устойчивых к грибковым патогенам.
5. Провести агрономическую оценку полученных линий томата.
Объект исследований:
Коллекция сортов томата казахстанской и зарубежной селекции КазНИИ Плодоовощеводства
5. Методы исследований:
- компьютерный дизайн нРНК;
- Golden-Gate клонирование;
- электропорация;
- агробактериальная трансформация;
- вестерн-блоттинг;
- colony-PCR;
- ПЦР-генотипирование;
- кластерный анализ.
6. Промежуточные результаты за 2023 г.:
- Был осуществлен дизайн направляющих РНК для проведения CRIPSR/cas9 редактирования генов семейства SlMLO у томата.
- С использованием технологии GoldenGate клонирования были собраны конструкции на базе плазмиды pKSE401 и клонированы в культурах E. coli и A. tumefaciens.
- Сборка и успешное воспроизведение конструкций было подтверждено секвенированием плазмидной ДНК по методу Сэнгера.
- Проведена агробактериальная трансформация растений табак N. benthamiana полученными конструкциями для подтверждения эеспрессии в качестве модели для отработки технологии.
- Проведен молекулярно-генетический анализ селекционной коллекции из 68 сортов томат, включая 13 сортов казахстанской селекции, с использованием SSR, SCAR и CAPS маркеров.
- Идентифицированы сорта, несущие маркеры, ассоциированные с устойчивостью к болезням. Были выбраны в сорта-кандидаты для проведения геномного редактирования на следующем этапе работы.
7. Публикации и продукция по теме проекта:
- Был опубликована статья в журнале, индексируемом в Scopus (83%):
Pozharskiy A. et al. Genetic diversity of the breeding collection of tomato varieties in Kazakhstan assessed using SSR, SCAR and CAPS markers // PeerJ. 2023. Vol. 11. P. e15683. https://doi.org/10.7717/peerj.15683
Результаты за 2024 год
по проекту «Получение высокоурожайных линий томата, устойчивых к биотическому и абиотическому стрессу путем геномного редактирования перспективных сортов»
Полученные результаты по задачам 2024:
Получены линии томата на основе сортов Лидер и Меруерт с отредактированными генами SlMlo1, SlMlo5, SlMlo8; проведено подтверждение результатов редактирования генов методов ПЦР и секвенирования, а также агрономическая оценка полученных линий.
На основе данных генотипирования сортов томата в 2023 г. сформированы генетические паспорта исходных форма томата. Получены обновленные паспорта для линий, полученных в результате экспериментов по редактированию генома.
Полученные 5 растений переданы в Институт Плодоовощеводства (отделение в Кайнаре, ответственный сотрудник Н.А. Киселева). Проведена первичная агрономическая оценка полученных линий, подтверждаюая жизнеспособность полученных растений и отсутствие негативных эффектов на их качества.
Публикации и патенты
l Костюкова В. С. и др. РАЗРАБОТКА НАПРАВЛЯЮЩИХ РНК ДЛЯ CRISPR/CAS9 РЕДАКТИРОВАНИЯ ГЕНОМА ТОМАТА //Ġylym ža̋ne bìlìm. – 2024. – Т. 2. – №. 3 (76). – С. 73-84.
2 Патент на полезную модель: Гриценко Д.А., Костюкова В.С. Набор субгеномных РНК для придания устойчивости томата к мучнистой росе. № 9311, 2024
