HT-BおよびS-RNASE CRISPR-CAS9ダブルノックアウトは、二倍体太陽光岩の自己肥大性の向上を示しています

二倍体ジャガイモ（Solanum Tuberosum L.）の配偶子自己透過性（GSI）システムは、近交系の生成を妨げることにより、二倍体ジャガイモの繁殖にかなりの障壁をもたらします。1つの解決策は、固定された対立遺伝子とヘテロティックポテンシャルを備えたエリート近交系の生成を可能にする自己適合性二倍体ジャガイモを生成するための遺伝子編集です。S-rNaseおよびHT遺伝子は、以前にソサチ科のGSIに寄与することが示されており、CRISPR-CAS9遺伝子編集でS-RNase遺伝子をノックアウトすることにより、自己適合性のS.尿管系統が生成されました。この研究では、CRISPR-CAS9を使用して、HT-Bを個別にまたは協調して、二倍体の自己互換性のあるS. tuberosumクローンDRH-195のS-RNaseと協調しました。自己殺菌された果物からの成熟した種子の形成を、自己互換性の決定的な特徴として使用すると、HT-Bのみのノックアウトは種子をほとんどまたはまったく生成しませんでした。対照的に、HT-BとS-RNaseのダブルノックアウトラインは、S-RNaseのみのノックアウトで観察されるよりも最大3倍高い種子生産のレベルを表示し、HT-BとS-RNaseの相乗効果を示しています。二倍体ジャガイモの自己適合性。これは、S-RNaseとHT-Bがシードセットに大きな影響を与えなかった互換性のある相互受粉とは対照的です。従来のGSIモデルとは矛盾しているため、自己互換性のあるラインは卵巣に到達する花粉管の成長を示しましたが、卵子はDRH-195での遅延作用後期の自己不可分性を示す種子に発達することができませんでした。この研究から生成された生殖質は、二倍体ジャガイモの繁殖のための貴重な資源として役立ちます。

The Gametophytic Self-Incompatibility (GSI) system in diploid potato (Solanum tuberosum L.) poses a substantial barrier in diploid potato breeding by hindering the generation of inbred lines. One solution is gene editing to generate self-compatible diploid potatoes which will allow for the generation of elite inbred lines with fixed favorable alleles and heterotic potential. The S-RNase and HT genes have been shown previously to contribute to GSI in the Solanaceae family and self-compatible S. tuberosum lines have been generated by knocking out S-RNase gene with CRISPR-Cas9 gene editing. This study employed CRISPR-Cas9 to knockout HT-B either individually or in concert with S-RNase in the diploid self-incompatible S. tuberosum clone DRH-195. Using mature seed formation from self-pollinated fruit as the defining characteristic of self-compatibility, HT-B-only knockouts produced little or no seed. In contrast, double knockout lines of HT-B and S-RNase displayed levels of seed production that were up to three times higher than observed in the S-RNase-only knockout, indicating a synergistic effect between HT-B and S-RNase in self-compatibility in diploid potato. This contrasts with compatible cross-pollinations, where S-RNase and HT-B did not have a significant effect on seed set. Contradictory to the traditional GSI model, self-incompatible lines displayed pollen tube growth reaching the ovary, yet ovules failed to develop into seeds indicating a potential late-acting self-incompatibility in DRH-195. Germplasm generated from this study will serve as a valuable resource for diploid potato breeding.