近日，中国农业科学院作物科学研究所科研人员利用多基因编辑技术，实现了冬小麦一代多个优异等位基因聚合，并成功获得了无转基因、聚合多个优异等位基因的小麦新种质，为小麦和其它多倍体农作物开展多基因聚合育种提供了重要的技术支撑。相关研究成果4月1日在线发表于《分子植物》（Molecular Plant）。
小麦是保障我国粮食安全的重要主粮作物。目前，利用CRISPR/Cas9系统介导的基因编辑技术已广泛应用于农作物功能基因组学研究和作物遗传育种改良，但由于小麦为异源六倍体、基因组比较庞大且背景复杂，遗传转化效率相对较低，目前仍然缺乏高效的小麦多基因编辑体系。
该研究利用CRISPR/Cas9系统和多顺反子tRNA自剪切体系，开发了一种高效、通用的多基因编辑技术。研究人员以控制穗发芽抗性、氮吸收利用、株型、支链淀粉合成和磷转运的6个基因作为靶基因，分别构建同时靶向2个、3个、4个和5个基因组合的多基因编辑载体。并以黄淮麦区大面积种植的小麦品种郑麦7698为受体材料，实现了15个基因组位点同时编辑，获得了2、3、4、5个基因编辑植株，最高编辑效率可达50%。
进一步通过胚拯救和后代分离，成功获得了无转基因、多个优异等位基因聚合的小麦新种质。小麦高效、通用多基因编辑体系的建立，将有助于促进小麦分子生物学研究和复杂性状形成的网络解析，定向创制小麦新种质，加速育种进程。
该研究得到国家重点研发计划、中国农科院创新工程与“农科英才”特支计划项目资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.molp.2021.03.024
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