Validación de genes candidatos para la presencia de espinas en berenjena (Solanum melongena) mediante CRISPR-Cas9

Abstract

[ES] La berenjena (Solanum melongena L.), perteneciente a la familia de las solanáceas, está entre las hortalizas de mayor relevancia económica del mundo. A pesar de los avances en la mejora genética de este cultivo, todavía son muchos los aspectos a mejorar y potenciar. La presencia de espinas en algunas variedades comerciales de berenjena es un carácter indeseable que dificulta el manejo del cultivo, la cosecha y el transporte y conlleva pérdidas de la calidad y de la cosecha al provocar daños en los frutos, además de herir a los operarios.

En materiales de una población de líneas de introgresión (ILs) entre la berenjena común y su ancestro silvestre S. insanum, se han identificado tres genes candidatos relacionados con la presencia de espinas en berenjena. En este trabajo se pretende knockear por separado estos tres genes a fin de conocer cuál de ellos es el responsable del carácter. Para esta validación funcional se aplicará la herramienta CRISPR/Cas9 a través de la transformación mediada por Agrobacterium tumefaciens a fin de obtener plantas editadas sin espinas como resultado del knock-out del gen responsable del carácter. El diseño de los vectores para la inserción eficiente de los sgRNAs se realizará mediante el sistema de clonaje GoldenBraid. Para la transformación con Agrobacterium se probarán varios protocolos, tratando de optimizar los distintos parámetros del proceso, a fin de conseguir un procedimiento eficiente para la edición genética de berenjena.

[EN] Eggplant (Solanum melongena L.), belonging to the solanaceous family, is one of the most economically relevant vegetables in the world. Despite all the advances in plant breeding of this crop, there are still many aspects to improve and enhance. The presence of prickles in some commercial varieties of eggplant is an undesirable trait that makes it difficult to manage the harvest and the transportation of this crop and it leads to quality and harvest losses by causing damage to the fruit, as well as injuries to workers.

In materials from a population of introgression lines (ILs) between the common eggplant and its wild ancestor S. insanum, three candidate genes for the presence of prickles on eggplant have been identified. In this work, we aim at knocking out separately these three genes in order to find out which of them is causative of the character. For this functional validation, the CRISPR/Cas9 tool will be used coupled with Agrobacterium tumefaciens mediated transformation to obtain edited plants without prickles after having knocked out the responsible gene for the trait. The design of the vectors for the efficient insertion of the sgRNAs will be performed using the GoldenBraid cloning system. For the Agrobacterium-mediated transformation, several protocols will be tested to optimize different parameters of the process to achieve a single efficient protocol for the gene edition of eggplant.