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工业大麻基因首次实现稳定的基因编辑

作者:张小雨

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日期:2021-05-18

  近日,中国农业科学院麻类研究所种质资源创新团队在国际著名学术期刊《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》上发表研究论文,基于优化后的农杆菌介导法,对工业大麻基因进行编辑并成功获得阳性植株,这是工业大麻基因首次实现稳定编辑,标志着工业大麻分子育种领域的重大突破。

  工业大麻是指四氢大麻酚(THC)小于0.3%的大麻品种,其花叶中的大麻二酚(CBD)在抗抑郁、抗炎和缓解疼痛等方面具有重要的药用价值。CBD市场需求巨大,既要提高CBD含量又要保证THC含量不超标是目前工业大麻育种的卡脖子难题,也是育种专家们追求的目标。大麻雌雄异株、遗传背景复杂等特点决定了分子定向育种技术是工业大麻育种的必然趋势。然而工业大麻是一种再生和遗传转化困难的植物,相关遗传转化体系的研究进展缓慢,严重阻碍了该物种分子机理研究以及生物育种技术的发展。

  

  图1 对工业大麻CsPDS1基因进行基因编辑后同时产生白化幼苗与嵌合体幼苗

  

  图2 微繁后的再生苗能够在含有卡那霉素培养基上正常生长且移栽后的成年植株依然携带外源基因片段

  该团队的科学家通过优化外植体、选取品种、优化基因编辑工具等方法,在工业大麻中首次成功获得了基因编辑植株以及具有卡那霉素抗性的稳定转基因植株。

  麻类所张小雨博士、程超华副研究员和硕士生许根成为共同第一作者,粟建光研究员和唐蜻副研究员为本文共同通讯作者。该研究得到中国农业科学院科技创新工程和2021年度基本科研业务费专项的资助。

  

  原文链接:

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13611

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