토마토 과실에서 CRSPR/Cas9 시스템 이용 LeMADS-RIN 유전자 편집에 의한 에틸렌 생산량 감소 (Reduced Ethylene Production in Tomato Fruits upon CRSPR/Cas9-mediated LeMADS-RIN Mutagenesis)

서지정보

· 발행기관 : 한국원예학회
· 수록지 정보 : 원예과학기술지 / 36권 / 3호 / 396 ~ 405페이지
· 저자명 : 정유진, 이긍주, 배상수, 강권규

초록

게놈편집 방법으로 최근 주목 받고 있는 CRISPR/CRISPR-associated 9 endonuclease(CRISPR/Cas9) 시스템은 식물에서역유전학 기반 연구를 위한 새로운 기회가 되었으며, 특정 게놈 영역에서 돌연변이를 유발하는데 사용되는 새로운 전략으로 자리잡고 있다. 본 연구에서는 Agrobacterium법을 이용하여 CRISPR/Cas9 효소 및 sgRNA가 포함한 식물 벡터를 토마토 게놈에도입하여 LeMADS-RIN 유전자의 게놈 편집을 유도하였다. 총 17개의 single copy가 도입된 형질전환체(T0)를 선발하여sgRNA 영역의 PAM 영역 부근에서 T/A로 치환된 변이체, 1bp에서 최대 28bp의 결실 변이체를 선발하여 계통화하였다. 그 중TG4, TG12와 TG26의 과실에서 에틸렌 생산량의 변화를 살펴본 결과 대조구에 비해 현저히 감소되었으며, 다양한 과색의 변이를 보였다. 따라서 이들 변이체 후대에서 CRISPR/Cas9을 포함한 T-DNA영역이 없는 null segregants을 선발하여 저장성이좋은 토마토 육성에 이용할 수 있다.

영어초록

Recent progress in genome editing methods has opened new opportunities for reverse geneticsbasedstudies in plants. The clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/CRISPR-associated 9 endonuclease (CRISPR/Cas9) system is a novel strategy used to inducemutations in a specific genomic region of a variety of organisms including plants. Here, wedescribed a high-frequency targeted mutagenesis utilizing Agrobacterium-delivered CRISPR/Cas9in tomato. This system consists of an Agrobacterium binary vector and three guide RNAs for singlegene targeting. We evaluated the system for its mutagenesis frequency and heritability using LeMADSRINgene of tomato. T0 transgenic events carrying mutations in the LeMADS-RIN gene occurred atrates over 10.6% mutants per transgenic event in both ‘Mamirio’ and ‘Golden Bell’ tomatogenotypes. Three independent T1 transgenic lines and wild-type (WT) tomato plants were used forethylene analysis. Compared with WT plants, edited mutants exhibited more incompletely-ripeningfruits and lower ethylene contents. Following genetic combination through segregation, null segregantscarrying only the desired mutant alleles without the CRISPR transgene could be retrieved amongthe T1 progeny. These Cas9/gRNA transgenic lines, therefore, can be used to convey the CRISPRbasedmutagenesis by genetic cross to tomato lines that are not amenable to genetic transformation.

참고자료

· 없음