中国农业科学院作科所研发新型高效小麦基因编辑系统

　　12月18日，中国农业科学院作物科学研究所作物精准育种技术创新团队依托我国自主知识产权新工具Cas12i3-5M成功研发一套新型高效的小麦基因编辑系统，在小麦中实现了高效基因组编辑。该研究为小麦和其它重要农作物的基因编辑改良，提供了重要工具。相关研究成果发表在《植物生物技术（Plant Biotechnology Journal）》上。

 

　　小麦是全球重要的粮食作物，但由于其复杂的六倍体基因组和相对较低的遗传转化效率，使得小麦基因编辑改良相对滞后。尽管CRISPR/Cas12i3系统和目前主流的基因编辑工具相比，展现了一定的应用前景和应用潜力，但在植物中的编辑效率较低。迄今为止，尚未见其在小麦等重要多倍体农作物中成功应用的相关报道。

 

　　研究团队基于Cas12i3/Cas12i3-5M变体的小麦基因组编辑系统，使用新的策略重新构建了新变体，显著提升了基因编辑效率，且高于目前主流基因编辑工具LbCas12a。并在该变体基础上进一步研究构建了一套高效小麦基因编辑系统，在优良品种“郑麦7698”稳定转化系中的平均编辑效率最高可达88.99%。该系统在多个靶标基因上表现出高效性，且在生产上大规模种植的不同优良小麦品种“郑麦1860”和“郑石9170”中，均实现了75%以上的编辑效率，展现了较强的普适性。进一步研究发现，该系统不仅显著提高了编辑效率，还诱导了更高比例的大片段缺失，有效克服了多倍体小麦基因组的微同源重组修复导致编辑效率降低问题。该研究为小麦基因组编辑提供了新型高效工具，为利用我国具有自主知识产权的基因编辑工具进行小麦及其它多倍体农作物的基因功能研究和遗传改良，提供了重要技术支撑。

 

　　作科所博士研究生王文学和助理研究员闫磊为论文的共同第一作者，夏兰琴研究员和李少雅副研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到国家农业科技重大项目、重点研发计划项目、国家自然科学基金基础科学中心项目、农业生物育种重大项目、海南崖洲湾种子实验室揭榜挂帅项目和作物分子育种国家工程研究中心等资助。

 

　　原文链接：http://doi.org/10.1111/pbi.14544