中國熱科院在橡膠樹轉(zhuǎn)基因和基因編輯領域取得重要進展

時間：2024-10-12 作者：良種良苗研究室 楊先鋒 來源：中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院橡膠研究所 點擊次數(shù)：13881

近日，中國熱科院橡膠所組培與轉(zhuǎn)基因團隊在橡膠樹轉(zhuǎn)基因和CRISPR/Cas9基因編輯研究方面取得重要進展，在全球率先獲得了橡膠樹CRISPR/Cas9純合基因編輯橡膠苗。

該團隊前期已實現(xiàn)了CRISPR/Cas9-RNP介導橡膠樹原生質(zhì)體瞬時編輯及橡膠樹愈傷的穩(wěn)定編輯，但由于橡膠樹遺傳轉(zhuǎn)化體系的限制，并未成功獲得基因編輯植株；在已建立的超聲波輔助橡膠樹體胚遺傳轉(zhuǎn)化基礎上，進一步通過抗生素篩選及篩選策略優(yōu)化，表明在持續(xù)不變的10 mg/L潮霉素濃度條件下轉(zhuǎn)化效率最高。為此，對橡膠樹體胚中的HbPDS基因進行編輯，首次從分子水平上證實超過90%的T0代陽性轉(zhuǎn)化體胚均為低編輯比例的嵌合體，而T1代陽性轉(zhuǎn)化體胚中純合轉(zhuǎn)化體胚比例提高至約50%。接著，對29個T1代陽性轉(zhuǎn)化體胚進行植株再生，共獲得了8株基因編輯幼苗，經(jīng)高通量測序證實，其中4株為嵌合植株，4株為純合基因編輯植株，嵌合植株若要出現(xiàn)白化表型，其編輯細胞的突變閾值介于69%-86%之間，為獲得有表型的橡膠樹基因編輯苗提供了理論指導。

圖1 HbPDS基因編輯植株（A-D:     嵌合植株；E-H: 純合植株）

表1  4株純合基因編輯的基因型。E為單等位純合突變，F(xiàn)-H為雙等位純合突變

相關研究成果以“An optimized CRISPR/Cas9-based gene editing system for efficiently generating homozygous edited plants in rubber tree (Hevea brasiliensis)”為題發(fā)表于中科院一區(qū)Top期刊《Industrial Crops and Products》。中國熱科院橡膠所楊先鋒、林秋飛及已出站博士后Jinu Udayabhanu為共同第一作者，黃華孫研究員和黃天帶研究員為共同通訊作者。此研究得到熱帶作物生物育種全國重點實驗室科研項目（NKLTCB202329）、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項（1630022022001）以及國家自然科學基金 (32271915)項目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.119740

責任編輯：天然橡膠處