近日，中国热科院橡胶所组培与转基因育种团队在橡胶树CRISPR/Cas9质粒编辑体系研究方面取得重要进展，率先建立了橡胶树CRISPR/Cas9基因编辑体系。
近几年兴起的以CRISPR/Cas9为代表的基因组编辑技术是生命科学研究领域的革命性技术，为植物学基础研究及作物精准遗传改良提供了高效、快速的遗传操作工具。该技术在大田作物和模式植物应用广泛，但在热带高大乔木橡胶树建立该技术体系的难度极大。橡胶所组培与转基因育种团队经过艰苦攻关，克隆了5个橡胶树内源的HbU6基因的启动子用于构建CRISPR/Cas9原生质体瞬时转化编辑载体，编辑效率介于8.47%-24.92%之间。
5个HbU6启动子对靶点10的编辑效率和类型
研究团队以HbPDS 基因为靶标，构建了CRISPR/Cas9稳定转化编辑载体，通过农杆菌介导的橡胶树胚性愈伤遗传转化，实现了对愈伤中靶标基因HbPDS的基因编辑，被编辑部分表现出了白化表型，测序证实白化表型是因为靶标位点发生了插入1 bp碱基纯合突变引起的，从而建立了橡胶树CRISPR/Cas9稳定转化编辑体系。目前编辑愈伤已经分化形成体胚，正在进行植株再生工作。
靶标HbPDS编辑愈伤的表型和基因型
该技术体系的建立是橡胶树遗传育种技术领域的重大进步，具有广阔的应用前景。当前，杂交育种是橡胶树新品种培育的主要方式，但橡胶树童期长达5-6年，难以短时间培育出纯和自交系，培育一个品种需要长达20-30年的时间，这成为橡胶树杂种优势利用的限制因素。利用基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术，在T0代即可产生纯合转化植株，从而极大提高橡胶树遗传改良效率。该研究进一步奠定了中国热科院在橡胶树基因编辑领域的领先地位，为更加高效、精准地鉴定橡胶树中的其它靶标基因，提高育种效率，创新橡胶树育种模式提供了技术支撑，开辟了橡胶树精准育种的新领域，为加快天然橡胶种业创新发展奠定了基础。
研究成果“CRISPR/Cas9-mediated genome editing in Hevea brasiliensis”发表在《Industrial crops and products》杂志上，橡胶所戴雪梅博士和杨先锋博士为论文共同第一作者，杨先锋博士也是论文通讯作者。
该研究得到中国水稻研究所王克剑研究员团队的支持和国家重点研发专项、国家自然科学基金等项目资助。
责任编辑：热作发展处
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