CROPS OF THE FUTURE

PRECISE

Plattform für einen präzisen Austausch von Genvarianten unter Nutzung synthetischer Endonukleasen

Koordinator: Dr. Götz Hensel – Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)

Projektbeschreibung

Das Ziel des Projektes PRECISE ist die Etablierung eines präzisen Austausches von Genvarianten in Getreide. Dadurch soll der Züchtungsprozess beschleunigt und verbessert werden, da ein direkter Austausch von schwachen Genvarianten aktueller Hochleistungssorten nicht durch langwieriges und zeitaufwändiges Kreuzen und Rückkreuzen bereinigt werden muss.

Im direkten Vergleich sollen kommerziell verfügbare SpCas9 und FnCpf1 Enzyme für die zielgerichtete Mutagenese von visuellen Markern in Gerste verglichen werden. Nach Etablierung in Gersteblättern werden unreife Embryonen der Gerste biolistisch transformiert, um entsprechende Mutanten zu erzeugen. Nach Etablierung optimaler Bedingungen für ein Zielgen soll auch die kombinierte Ansteuerung von zwei und mehr Genen untersucht werden.

Weiterhin soll das Verhältnis von nicht homologer Endverknüpfung (NHEJ) und Homologie-abhängiger Reparatur (HDR) verschoben werden. Dazu werden zum einen kommerziell erhältliche siRNAs für die Herunterregulierung wichtiger Schlüsselenzyme als auch pharmakologische Inhibitoren verwendet. Unreife Embryonen der Gerste werden dazu mittels unterschiedlicher Konzentrationen als auch Inkubationszeiten vor dem biolistischen Transfer der Ribonukleinkomplexe (RNPs, Enzym und gRNA) behandelt und verglichen. Zur Optimierung der für den Austausch notwendigen Reparaturvorlagen sollen verschiedene Eigenschaften dieser sogenannten templates verglichen werden.

(english (Beta))

PRECISE
Platform for precise allele conversion using synthetic endonucleases

Projektbeschreibung (en)

The overall goal of PRECISE is to provide a pipeline for precise allele replacement in cereals which enable an improved breeding process by directly modifying weak alleles in elite breeding material without the need of time-consuming and laborious back-crossing.

Therefore in a direct comparison commercial available SpCas9 and FnCpf1 proteins will be used for site-directed mutagenesis in barley. After method establishment in leaves immature embryos of barley will be transformed to generate respective mutant plants. Optimal conditions identified to target one gene will be transferred for targeting two or more genes at the same time.

To promote homology-directed repair key genes of the non-homologous endjoining pathway (NHEJ) will be repressed by RNA interference. We will apply commercially available siRNAs specific for the before mentioned genes to the immature embryos prior to biolistic transformation with the ribonucleoprotein complex (gRNA and endonuclease) using the same targets as above. Alternatively we will apply pharmaceutical inhibitors. Different concentrations and incubation times will be compared to find the optimal condition. To tackle the problem of providing optimal repair template several template characteristics will be optimized. Starting with single targets at the end multiplexing of several targets at the same time shall be achieved.

Eckdaten

CROPS OF THE FUTURE

PRECISE

Projektlaufzeit

01.06.2018 - 31.05.2020

Förderkennzeichen

031B0547

Fördersumme

Öffentlich: 316.338,00 €
Privat: 0,00 €
Gesamt: 316.338,00 €
Herr Dr. Götz Hensel
E-Mail-Kontakt
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)

Corrensstrasse 3
06466 Gatersleben
Deutschland
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