In this review, the application of CRISPR/Cas9 plant genome editing using alternative transformation methods is discussed. Genome editing by the CRISPR/Cas9 system is usually implemented via the generation of transgenic plants carrying Cas9 and sgRNA genes in the genome. Transgenic plants are usually developed by in vitro regeneration from single transformed cells, which requires using different in vitro culture-based methods. Despite their common application, these methods have some disadvantages and limitations. Thus, some methods of plant transformation that do not depend on in vitro regeneration have been developed. These methods are known as “in planta” transformation. The main focus of this review is the so-called floral dip in planta transformation method, although other approaches are also described. The main features of in planta transformation in the context of CRISPR/Cas9 genome editing are discussed. Furthermore, multiple ways to increase the effectiveness of this approach and to broaden its use in different plant species are considered.

Transcription activator‐like effectors (TALEs), which induce the expression of specific plant genes to promote infection, are the main pathogenic determinants of various Xanthomonas bacteria. However, investigation of TALEs from Xanthomonas campestris pv. campestris, which causes black rot disease of crucifers, received little attention. In this study, we used PCR‐based amplification followed by SMRT amplicon sequencing to identify TALE genes in several X. campestris pv. campestris strains. Computational prediction in conjunction with quantitative reverse transcription PCR analysis was used to find their targets in the Brassica oleracea genome. Transcription factor ERF121, from the AP2/ERF family, was identified as target gene for the conserved TALEs from multiple X. campestris pv. campestris strains. Several members of this family from diverse plants were previously identified as targets of TALEs from different Xanthomonas species. We propose that TALE‐dependent activation of AP2/ERF transcription factors promotes susceptibility to Xanthomonas through the misregulation of plant defence pathways.

A cDNA fragment comprising 80% of complete cDNA nucleotide sequence was identified in barley ( Hordeum vulgareL.); it encoded a polypeptide of 401 amino acids and had a high (83%) homology to the...

Существует несколько технологий редактирования генома растений, из которых наиболее простой и универсальной является CRISPR/Cas. В настоящее время эта технология активно используется для нокаутирования генов, делеций участков генома и встраивания экзогенных последовательностей в растительный геном. Для каждого из этих приложений разработано множество вариантов генетического инструментария, которые использовались раз- личными исследовательскими группами для решения конкретных задач. Технология CRISPR/Cas применительно к редактированию генома растений находится на начальном этапе оптимизации, выражающейся в поиске наиболее эффективных, простых и универсальных методик. Вследствие этого экспериментальная работа должна предваряться достаточно длительным и трудоемким выбором варианта генетического инструментария, оптимального для решения конкретной экспериментальной задачи. В данном обзоре мы охарактеризовали разработанные на сегодняшний день основные варианты генетического инструментария технологии CRISPR/Cas для редактирования генома растений с точки зрения решаемых экспериментальных задач, составляющих компонентов и эффективности применения. В первой части подробно рассмотрены основные элементы технологии CRISPR/Cas – нуклеаза и направляющая РНК, проанализировано влияние структурных особенностей этих элементов на эффективность редактирования. Обобщены экспериментальные данные о взаимосвязи между эффективностью редактирования и нуклеотидной последовательностью направляющей РНК. Охарактеризованы различные варианты нуклеаз, использовавшиеся при редактировании геномов растений, обсуждаются преимущества этих вариантов для решения определенных экспериментальных задач. Вторая часть обзора посвящена различным стратегиям экспрессии элементов системы CRISPR/Cas в растительных клетках, в частности преимуществам и недостаткам использования стабильной трансформации и транзиентной экспрессии. Описывается влияние регуляторных элементов генов, кодирующих нуклеазу и направляющую РНК, на эффективность редактирования. Особый акцент сделан на способах повышения эффективности замещения целевых участков в гене растений на экзогенные последовательности ДНК.