KCI등재후보
SCIE
SCOPUS
DNA-free genome editing in tomato protoplasts using CRISPR/Cas9 ribonucleoprotein delivery
저자
강가휘 (경북대학교 원예과학과) ; 강범창 (전북대학교) ; 한증술 (Department of Horticultural Science, Kyungpook National University, Daegu 41566, South Korea) ; 이제민 (경북대학교)
발행기관
학술지명
Horticulture, Environment, and Biotechnology(Horticulture, Environment, and Biotechnology)
권호사항
발행연도
2024
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재후보,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
131-142(12쪽)
DOI식별코드
제공처
CRISPR/Cas9 ribonucleoproteins enable DNA-free genome editing; thus, improving protoplast culture is essential for the effi cient development of mutant plants. However, the use of protoplast cultures is limited because a universal method can not be applied to diverse plants. Solanum lycopersicum ‘Heinz 1706,’ a model cultivar for tomato genome analysis, has not yet been studied for DNA-free genome editing. We optimized the protoplast culture method for the tomato model cultivar ‘Heinz 1706’ using combinations of plant growth regulators (PGRs) and basal media. Isolated protoplasts were cultured in R-Ini medium for cell division and micro-calli proliferation, and then the medium was changed to G-207.3 medium for callus formation. Among diff erent concentrations of 1-naphthaleneacetic acid (NAA) and 6-benzylaminopurine (BAP), the combination of 0.05 mg/L NAA and 0.5 mg/L BAP in the R-Ini medium was observed to be highly effi cient for micro calli development. G-207.3 liquid medium was more effi cient for mini-calli formation than the R-Ini liquid medium. For calli formation from the mini-calli, 0.1 mg/L 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 0.05 mg/L NAA, and 0.5 mg/L BAP were used in G-207.3 solid medium. In addition, fi ve single guide RNAs (sgRNAs) were designed to target SlPelo using polyethylene glycol-mediated transfection, thereby developing a tool for tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) resistance breeding. sgRNAs and Cas9 complexes were delivered into protoplasts using PEG-mediated transfection, and sgRNA2 resulted in a high mutagenesis effi ciency. The results will be valuable for DNA-free genome editing in tomato for the development of new breeding materials.
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