中国热科院在橡胶树转基因和基因编辑领域取得新进展

近日，中国热科院橡胶所组培与转基因团队在橡胶树转基因和CRISPR/Cas9基因编辑研究方面取得新进展，在全球率先获得了橡胶树CRISPR/Cas9纯合基因编辑橡胶苗。该团队前期已实现了CRISPR/Cas9-RNP介导橡胶树原生质体瞬时编辑及橡胶树愈伤的稳定编辑，但由于橡胶树遗传转化体系的限制，并未成功获得基因编辑植株；在已建立的超声波辅助橡胶树体胚遗传转化基础上，进一步通过抗生素筛选及筛选策略优化，表明在持续不变的10 mg/L潮霉素浓度条件下转化效率最高。为此，对橡胶树体胚中的HbPDS基因进行编辑，首次从分子水平上证实超过90%的T0代阳性转化体胚均为低编辑比例的嵌合体，而T1代阳性转化体胚中纯合转化体胚比例提高至约50%。接着，对29个T1代阳性转化体胚进行植株再生，共获得了8株基因编辑幼苗，经高通量测序证实，其中4株为嵌合植株，4株为纯合基因编辑植株，嵌合植株若要出现白化表型，其编辑细胞的突变阈值介于69%-86%之间，为获得有表型的橡胶树基因编辑苗提供了理论指导。　　

图1 HbPDS基因编辑植株（A-D: 嵌合植株；E-H: 纯合植株）

相关研究成果以“An optimized CRISPR/Cas9-based gene editing system for efficiently generating homozygous edited plants in rubber tree (Hevea brasiliensis)”为题发表于《Industrial Crops and Products》。中国热科院橡胶所杨先锋、林秋飞及已出站博士后Jinu Udayabhanu为共同第一作者，黄华孙研究员和黄天带研究员为共同通讯作者。此研究得到热带作物生物育种全国重点实验室科研项目、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项以及国家自然科学基金项目的资助。