南京农业大学伞形科蔬菜团队在芹菜基因编辑方面取得新进展

芹菜是一种营养丰富、全球栽培广泛的叶菜类蔬菜作物，是我国保护地栽培的主要蔬菜之一，位列设施栽培叶菜类蔬菜之首。通过传统育种技术或现代分子遗传学改良方法提高芹菜的产量与品质，改善抗病、抗虫和耐抽薹等性状，对芹菜产业可持续健康发展非常重要。CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术已广泛应用于植物基础研究及作物遗传改良。由于芹菜转基因体系相对较不完善、再生效率较低和稳定遗传转化较困难等原因，限制了芹菜功能基因研究及种质创新。

近日，Horticulture Research上线发表了南京农业大学伞形科蔬菜团队题为CRISPR/Cas9-mediated precise targeted mutagenesis of phytoene desaturase in celery 的论文。

八氢番茄红素脱氢酶（PDS）是类胡萝卜素生物合成途径中的关键限速酶。PDS基因功能的破坏会导致植株白化，因而常被用作基因敲除首选的靶基因，可作为一种视觉标记以验证许多物种中靶向基因编辑的效率。通过已公布的芹菜基因组数据，在芹菜中鉴定到一个PDS编码基因AgPDS。

该研究首先对‘津南实芹’的组培再生体系进行了探索，获得通过愈伤组织诱导芹菜植株再生的最佳诱导条件，构建了芹菜的稳定遗传转化体系。随后，设计特异性的基因编辑靶点，通过CRISPR/Cas9基因编辑系统对芹菜中的AgPDS基因进行了编辑，成功获得了具有白化表型的基因编辑突变体（图1）。

该结果利用优化的芹菜愈伤组织遗传转化体系对芹菜AgPDS基因进行了成功的基因编辑，验证了芹菜基因编辑的有效性，为芹菜目标基因功能验证提供了新途径，并为芹菜种质创新和遗传育种提供了技术支撑。

图1 CRISPR/Cas9介导的芹菜AgPDS基因编辑

南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室、园艺学院蔬菜学国家重点学科博士研究生刘洁霞和李彤为论文共同第一作者，熊爱生教授为通讯作者。论文得到了江苏省种业振兴揭榜挂帅项目、江苏省重点研发计划（现代农业）、江苏省农业科技自主创新资金、宿迁市重点研发项目（现代农业）以及江苏高校优势学科建设项目等的资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac‍162

转自：“园艺研究”微信公众号

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