Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Field cress (Lepidium campestre) is a potential new oilseed crop which for a long time has been seen as a good alternative to rapeseed in the northern parts of Sweden due to its high tolerance to cold and potential for high yield. During recent decades L. campestre has been under domestication but traditional plant breeding is a slow and limited process, and while traditional methods for genomic modifications are quicker, plants bred using these methods are unlikely to be allowed in the EU for a foreseeable future. This is due to the addition of foreign DNA into the plant’s genome resulting in the plant being classified as transgenic. Due to resent developments in CRISPR/Cas9 techniques involving ribonucleoprotein approaches it is now possible to mutate specific genes in the plants genome without leaving any trace of foreign DNA in the targeted cell. One way of introducing the ribonucleoprotein complex is by transfection of protoplasts, which first need to be isolated before being transfected and finally regenerated into plantlets. This is a time-consuming task that requires a lot of delicate and precise work.
This Bachelor project is part of a bigger project with the goal of improving the seed cake quality of field cress by lowering the amount of glucosinolates. This will be done by using a ribonucleoprotein approach to silence Lepidium campestre MYB28 (LcMYB28) which is a transcription factor involved in the biosynthesis of glucosinolates, using a ribonucleoprotein approach. For this single guide RNAs were designed targeting the LcMYB28 gene. In the future these guide RNAs will be used to transfect protoplasts of L. campestre, regenerate them and to analyze the glucosinolate content to determine if LcMYB28 is a good candidate for future breeding programs for L. campestre.

Fältkrassing eller Lepidium campestre är en vild växt i familjen Brassicaceae och en potentiell oljeväxt som under de senaste årtiondena har varit under domesticering på grund av sin höga köldtolerans och tvååriga livscykel. Tyvärr är traditionell växtförädling en långsam och begränsad process. Traditionella metoder för genomisk modifiering är snabbare men det är osannolikt att växter som tagits fram med dessa tekniker kommer att tillåtas i EU inom en överskådlig framtid på grund av inkorporeringen av främmande DNA i växternas genom. Tack vare CRISPR/Cas9 och ribonukleoprotein är det nu möjligt att mutera specifika gener i växternas genom utan att lämna några spår av främmande DNA i växten. Nackdelen med dessa tekniker är att de måste utföras på protoplaster som först måste isoleras innan de transfekteras och slutligen regenereras till småplantor. Detta är ett väldigt tidskrävande arbete som också kräver stor kunskap och erfarenhet.
Det här kandidatprojektet är en del av ett större projekt med målet att använda metoder med ribonukleoprotein för att tysta LcMYB28-genen, en transkriptionsfaktor som är involverad i biosyntesen av glukosinolater. För detta skapades i denna studie flera single guide RNAs som ska matcha LcMYB28-genen. I framtiden kommer dessa att användas för att transfektera protoplaster av L. campestre och regenerera dessa till plantor som sedan kan användas för att analysera glukosinolathalten för att avgöra om LcMYB28 är en bra målgen för framtida förädlingsprogram.