עריכה גנומית בהדרים – צעד קדימה

עריכה גנומית היא כלי מחקרי ואפליקטיבי רב-עוצמה לשיפור תכונות בצמחים, אך יישומה בעצי פרי, ובפרט בהדרים, מוגבל בשל התלות בתרבית רקמה – תהליך ממושך ועתיר משאבים. במחקר זה, אנו מציגים גישה חדשנית לעריכה גנומיתin-planta בהדרים, המתגברת על מגבלה זו באמצעות טרנספורמציה ישירה של נבטים הגדלים בקרקע. מערכת העריכה שפיתחנו , IPGEC (In-Planta Genome-Editing in Citrus), מפעילה שלוש קבוצות גנים מרכזיות במהלך הדבקת הצמח בחיידק Agrobacterium tumefaciens:

1. מערכת העריכה הגנומית- רכיבים המאפשרים חיתוך ועריכה של ה-DNA.

2. גנים המעודדים התחדשות ורגנרציה- פקטורים המשרים היווצרות מריסטמה חדשה ויצירת ענף צדדי.

3. גנים המשפרים את יכולת העברת ה T-DNA מהחיידק לצמח- לשיפור יעילות הטרנספורמציה.

השילוב בין קבוצות הגנים הללו, מאפשר יצירת מריסטמה חדשה, עריכה גנומית ישירה ורגנרציה של ענף צדדי ערוך, ובכך מייתר את הצורך בתרבית רקמה. את יעילות השיטה הדגמנו באמצעות עריכה של הגן PHYTOENE DESATURASE (CsPDS), אשר מובילה להופעת פנוטיפ ברור של עלים וגבעולים לבנים - עדות ליצירת מוטציות הומוזיגוטיות/בי-אלליות.

באמצעות סמנים פלואורסצנטיים (GFP) וסמן ויזואלי (RUBY) , אנו בוחנים את יחסי הגומלין בין פקטורים התפתחותיים לבין זני הדרים שונים, ומבצעים אופטימיזציה של יעילות הטרנספורמציה והרגנרציה עבור כל זן. הגישה שאנו מציעים חוסכת במשאבים, מקצרת משמעותית את הזמן הנדרש להשלמת העריכה גנומית, ומאפשרת שיפור תכונות ממוקד בהדרים, תוך סלילת הדרך להאצת תכניות ההשבחה.