中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物轉(zhuǎn)基因及基因編輯技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用多基因編輯技術(shù)，于近日實(shí)現(xiàn)了冬小麥一代多個(gè)優(yōu)異等位基因聚合，并成功獲得了無(wú)轉(zhuǎn)基因、聚合多個(gè)優(yōu)異等位基因的小麥新種質(zhì)，為小麥和其它多倍體農(nóng)作物開(kāi)展多基因聚合育種提供了重要的技術(shù)支撐。
相關(guān)研究成果4月1日在線發(fā)表于《分子植物（Molecular Plant）》上。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)農(nóng)科院創(chuàng)新工程與“農(nóng)科英才”特支計(jì)劃項(xiàng)目資助。
小麥?zhǔn)潜Ｕ衔覈?guó)糧食安全的重要主糧作物。據(jù)介紹，目前利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物功能基因組學(xué)研究和作物遺傳育種改良，但由于小麥為異源六倍體、基因組比較龐大且背景復(fù)雜，遺傳轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較低，目前仍然缺乏高效的小麥多基因編輯體系。
CRISPR/Cas9系統(tǒng)介導(dǎo)的小麥多基因編輯，獲得聚合多個(gè)優(yōu)良等位基因的小麥新種質(zhì)（中國(guó)農(nóng)科院供圖）
該研究利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)和多順?lè)醋觮RNA自剪切體系，開(kāi)發(fā)了一種高效、通用的多基因編輯技術(shù)。研究人員以控制穗發(fā)芽抗性、氮吸收利用、株型、支鏈淀粉合成和磷轉(zhuǎn)運(yùn)的6個(gè)基因作為靶基因，分別構(gòu)建同時(shí)靶向2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)和5個(gè)基因組合的多基因編輯載體，以黃淮麥區(qū)大面積種植的小麥品種鄭麥7698為受體材料，實(shí)現(xiàn)15個(gè)基因組位點(diǎn)同時(shí)編輯，獲得了2、3、4、5個(gè)基因編輯植株，最高編輯效率可達(dá)50%。進(jìn)一步通過(guò)胚拯救和后代分離，成功獲得了無(wú)轉(zhuǎn)基因、多個(gè)優(yōu)異等位基因聚合的小麥新種質(zhì)。
據(jù)了解，小麥高效、通用多基因編輯體系的建立，將有助于促進(jìn)小麥分子生物學(xué)研究和復(fù)雜性狀形成的網(wǎng)絡(luò)解析，定向創(chuàng)制小麥新種質(zhì)，加速育種進(jìn)程。
