中國熱科院在橡膠樹轉(zhuǎn)基因和基因編輯領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

時(shí)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(xué)院橡膠研究所 點(diǎn)擊次數(shù)：4467

近日，中國熱科院橡膠所組培與轉(zhuǎn)基因團(tuán)隊(duì)在橡膠樹轉(zhuǎn)基因和CRISPR/Cas9基因編輯研究方面取得重要進(jìn)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(tuán)隊(duì)前期已實(shí)現(xiàn)了CRISPR/Cas9-RNP介導(dǎo)橡膠樹原生質(zhì)體瞬時(shí)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(chǔ)上，進(jìn)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(jìn)行編輯，首次從分子水平上證實(shí)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(gè)T1代陽性轉(zhuǎn)化體胚進(jìn)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(shí)，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(xì)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(dǎo)。

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(guān)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目（NKLTCB202329）、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（1630022022001）以及國家自然科學(xué)基金 (32271915)項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.119740

責(zé)任編輯：天然橡膠處