CRISPR/Cas9基因编辑技术在水稻、小麦等作物育种中正普遍应用。但是，在草类植物上，基因编辑技术仅在苜蓿、高羊茅、多年生黑麦草、羊草等11个草种有研究，且效率普遍不高。目前国际种业已迈向智能育种4.0时代，能快速聚合优质农艺性状，快速培育优质新品种。以定向基因编辑技术进行优质性状的智能设计育种，是实现我国优质草新品种培育“弯道超车”的重要举措。
2024年10月，Horticulture Research上线了（Advance Access）兰州大学草地农业科技学院/草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室胡涛课题组题为“Genome Editing for Grass Improvement and Future Agriculture”的综述论文。论文系统概述了不同CRISPR基因编辑系统作用原理和优缺点，基因编辑技术在11个草类植物上的研究进展，以及基因编辑技术在草类植物育种上的挑战和展望。
该论文对目前草类植物已报道的11个草种基因编辑研究进行了全面梳理，重点介绍了新基因编辑工具如Cytosine/Adenine base editing、Prime editing、Tandem-repeat-HDR、PrimeRoot工作原理，并指出这些新基因编辑工具引领了植物育种方式的颠覆性变革和植物育种效率的大幅提升。然而，草类植物基因编辑工作多停留在CRISPR-Cas9对单个基因的基因编辑1.0，而且效率也普遍不高。目前，急需开展草类植物高效基因编辑工具开发工作。限制草类植物基因编辑研究的瓶颈问题主要有3个：①缺乏高效的基因投递工具；②草类植物多为多倍体，目标基因存在多个拷贝，多拷贝同时编辑难度大；③多数草类植物缺乏高质量基因组。
兰州大学草地农业科技学院Muhammad Bilal和耿婕为论文共同第一作者，胡涛教授为论文通讯作者。团队负责人南志标院士和李春杰教授为论文写作提供了重要指导。该研究得到了国家自然科学基金（32271757）和甘肃省科技重大专项计划（22ZD6NA007）的资助。
兰州大学草地保护研究所胡涛课题组，长期从事禾本科草类植物（简称“禾草”）遗传转化体系和基因编辑体系构建研究。目前，已建立了异源六倍体高羊茅CRISPR-Cas9/Cas12a基因编辑体系，对单个基因多拷贝同时进行了编辑，获得了有突变表型的遗传材料，单个基因位点的编辑效率达22%以上。正在进行黑麦草、中华羊茅、老芒麦等禾草的基因编辑体系构建研究工作。
Advancing PAM-less genome editing in soybean using CRISPR-SpRY
https://doi.org/10.1093/hr/uhae160
Hortic Res | 中科院冯献忠团队联合电子科技大学张勇团队开发大豆中无PAM限制的基因组编辑系统
Hortic Res | 浙江大学蒋立希教授团队利用基因编辑技术助力一种高效油菜两系杂交育种系统
加入作者交流群
About Horticulture Research
南京农业大学英文期刊
欢迎转载，留言开白。
