Use of CRISPR/Cas9 system to produce a marker-free rice

Abstract

Artan dünya nüfusu nedeniyle yeni ve yüksek verimli tarım ürünlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Moleküler ıslah teknikleri ıslah sürecini hızlandırmıştır. Bununla birlikte bitkilerde transformasyon etkinliği çok düşüktür ve bu nedenle bilim insanları transforme olmuş hücre veya dokuları olmanyanlardan ayırmak için markör genler kullanırlar. Markör genler antibiyotik veya herbisitlere direnç sağlayan proteinleri kodlarlar. Bu markör genler genellikle bakteriyel kaynaklardan elde edildiği için markör genler hakında birçok biyogüvenlik endişeleri mevcuttur. Bu endişeler sebebiyle birçok biliminsanı transgenik bitkinin genomundan markör geni uzaklaştırmak için türlü yaklaşımlar denemişlerdir. Fakat bu yaklaşımların çoğu zaman alıcıdır ve bir takım zorlukları vardır. Bu durum markör gen uzaklaştımada yeni ve basit yaklaşımların ortaya çıkmasını gerektirmiştir. Bu çalışmada bölge-spesifik nükleazların son üyesi olan CRISPR/Cas9 tekniğini kullanarak NPT (Neomisin fosfotransferaz) markör genini transgenik çeltik genomundan uzaklaştırılabilirliğini göstermek üzere çalışmalar yapılmış olup transformasyon etkinliğin çok düşük olması sebebiyle pozitif sonuç alınamamıştır.

There is a great demand for new high yield crop varieties due to increased world population. Use of molecular breeding tools has made the breeding process faster. However, transformation efficiency is very low in plants and therefore scientists use marker genes to differentiate the transformed cells or tissue. Marker genes code for a protein which confers resistance to antibiotics or herbicides. Since marker genes generally originate from bacterial sources there are many biosafety concerns about them. Due to these concerns, many scientists have been used numerous approaches to remove the marker gene from the transgenic plant genome. However, these approaches were time-consuming and had some drawbacks. Thus, there is a need for more simple methods. Here we attempted to remove NPT (Neomycin phosphotransferase) marker gene from transgenic rice genome by using CRISPR/Cas9 technology which is the newest member of site-specific nucleases. However, expected results have not been obtained due to the low transformation efficiency.