中國科學(xué)院實(shí)現(xiàn)利用基因組編輯精細(xì)調(diào)控草莓糖分含量

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所高彩霞研究組發(fā)現(xiàn)，對基因上游轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（uORF）進(jìn)行編輯可顯著提高基因翻譯效率，利用自有的基因組編輯調(diào)控植物內(nèi)源基因翻譯效率技術(shù)體系在無性繁殖作物草莓中實(shí)現(xiàn)了對數(shù)量性狀的精細(xì)調(diào)控，并獲得了多種不同糖分含量的草莓。研究人員首先建立了高效的草莓胞嘧啶單堿基編輯技術(shù)體系，利用自有的植物高效胞嘧啶堿基編輯器（A3A-PBE）首次在草莓中實(shí)現(xiàn)堿基編輯，轉(zhuǎn)基因草莓植物中堿基編輯效率高達(dá)100%。利用A3A-PBE對草莓FvebZIPs1.1基因的保守的uORF進(jìn)行編輯，在T0代獲得7種不同的新uORF突變。7種新uORF突變的純合突變體中果實(shí)糖含量出現(xiàn)了不同程度的提高，而且植物生長未受影響。研究人員進(jìn)一步對T0代突變體進(jìn)行了自交和雜交，組合不同等位基因并分離轉(zhuǎn)基因成分，T1代共獲得35種不同基因型草莓，且這些草莓均無外源基因。不同基因型對草莓果實(shí)糖含量產(chǎn)生了不同程度的影響，極大地豐富了性狀多樣性，實(shí)現(xiàn)了對數(shù)量性狀的精細(xì)調(diào)控。尤為重要的是，所有的新基因型和性狀都可以通過無性繁殖穩(wěn)定傳遞給后代。該研究為無性繁殖作物提供了新的育種策略。研究成果于2020年9月3日在《Genome Biology》上發(fā)表。