Hortic Res | 美国橡树岭国家实验室在杨树基因编辑研究领域取得新进展

杨属（Populus spp.）植物长期以来被全球广泛应用于环境、农林业和工业等领域。杨树不仅是生物能源生产的理想作物，也是生理和生态研究的模式树种。因此，CRISPR/Cas9介导的基因敲除技术已经被应用于杨树的遗传和基因组改良，以获得如增加生长速率和调节木质素含量和组成等性状。然而，杨树CRISPR/Cas9基因转录激活和碱基编辑方法的建立和应用仍有待研究。

2023年5月，Horticulture Research上线了（Advance Access）美国橡树岭国家实验室 Xiaohan Yang，Jin-Gui Chen和Wellington Muchero团队题为CRISPR/Cas9-based gene activation and base editing in Populus 的研究论文。

该研究采用基于失活Cas9（dCas9）的CRISPR激活（CRISPRa）技术，对两个目标基因TPX2和LecRLK-G 分别在杂交杨 “717-1B4”和美洲黑杨 “WV94”中进行了基因激活调控。通过基于原生质体的瞬时表达和根癌农杆菌介导的稳定转化，发现CRISPRa能够促进目标基因表达量约1.2倍至7.0倍，验证了基于dCas9的CRISPRa系统在杨树中的有效性。此外，该研究还应用了基于Cas9 nickase（nCas9）的细胞质嘧啶碱基编辑器（CBE），通过C-to-T转换精确地引入了提前终止密码子，在杂交杨“717-1B4”中编码植物真菌病原体反应转录因子PLATZ 基因，效率达到了13%至14%。综上，该研究展示了基于CRISPR/Cas技术在杨树中的基因表达调节和精确碱基编辑方面的成功应用，促进了新兴基因组编辑工具在木本物种中的应用。

橡树岭国家实验室Xiaohan Yang，Jin-Gui Chen和Wellington Muchero研究员为论文的共同通讯作者，姚涛、袁国良和卢海玮博士为共同第一作者。刘阳、张进和 Gerald A. Tuskan博士等也为本课题做出了重要贡献。该研究得到了美国能源部基金支持。

作者团队介绍

美国橡树岭国家实验室Xiaohan Yang， Jin-Gui Chen和Wellington Muchero研究团队致力于合成生物学和植物系统生物学研究，在杨树基因组编辑和功能基因组学研究领域做出重要贡献，相关研究成果发表于Nature Plants、Nature Communications、Plant Cell、Plant Biotechnology Journal、 New Phytologist、Plant Physiology 和ACS Synthetic Biology等杂志。

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhad085

转自：“园艺研究”微信公众号

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