CRISPR-induced indels and base editing using the Staphylococcus aureus Cas9 in potato
2020
Veillet, Florian | Kermarrec, Marie-Paule | Chauvin, Laura | Chauvin, Jean-Eric | Nogué, Fabien | Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP) ; Université de Rennes (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest ; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro) | Germicopa Breeding | Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite (UMR BGPI) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro ; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro) | Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du végétal (IJPB) ; AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Institut Carnot Plant2Pro program ; INRAE ; Germicopa breeding | ANR-11-BTBR-0001,GENIUS,Ingénierie cellulaire : amélioration et innovation technologiques pour les plantes d'une agriculture(2011) | ANR-17-EURE-0007,SPS-GSR,Ecole Universitaire de Recherche de Sciences des Plantes de Paris-Saclay(2017)
International audience
显示更多 [+] 显示较少 [-]英语. Genome editing is now widely used in plant science for both basic research and molecular crop breeding. The clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) technology, through its precision, high efficiency and versatility, allows for editing of many sites in plant genomes. This system has been highly successful to produce knockout mutants through the introduction of frameshift mutations due to error-prone repair pathways. Nevertheless, recent new CRISPR-based technologies such as base editing and prime editing can generate precise and on demand nucleotide conversion, allowing for fine-tuning of protein function and generating gain-of-function mutants. However, genome editing through CRISPR systems still have some drawbacks and limitations, such as the PAM restriction and the need for more diversity in CRISPR tools to mediate different simultaneous catalytic activities. In this study, we successfully used the CRISPR-Cas9 system from Staphylococcus aureus (SaCas9) for the introduction of frameshift mutations in the tetraploid genome of the cultivated potato (Solanum tuberosum). We also developed a S. aureus-cytosine base editor that mediate nucleotide conversions, allowing for precise modification of specific residues or regulatory elements in potato. Our proof-of-concept in potato expand the plant dicot CRISPR toolbox for biotechnology and precision breeding applications.
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