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作物所成功建立道地南藥廣藿香遺傳轉化與基因編輯體系
近日，作物所特色作物與南藥研究團隊成功建立道地南藥廣藿香遺傳轉化與基因編輯體系，并通過靶向敲除PatPDS基因產(chǎn)生白化植物驗證其有效性。相關研究成果以論文“Efficient targeted mutagenesis in tetraploid Pogostemon cablinby the CRISPR/Cas9-mediated genomic editing system”發(fā)表于國際學術期刊Horticulture Research（中科院大類1區(qū)，IF=8.7，Top期刊）。作物所徐世強博士為論文第一作者，我院楊少海研究員、作物所王繼華研究員為論文共同通訊作者。
廣藿香為唇形科芳香植物，是道地大宗中藥材，也是廣東省第一批立法保護的南藥品種，廣泛用于醫(yī)藥和香料產(chǎn)業(yè)。廣藿香是藿香正氣水、連花清瘟膠囊等著名中成藥的主要原料之一。廣藿香在我國華南地區(qū)廣泛種植、但鮮見開花結實，難于雜交，其四倍體雜交種和不成熟的遺傳轉化體系成為廣藿香分子生物學研究和遺傳改良的瓶頸，分子育種在廣藿香改良上尤為重要。
研究團隊通過優(yōu)化激素組合，建立了以廣藿香葉片、莖段、嫩芽等作為外植體，適合廣藿香愈傷組織誘導和分化的方法（圖1）。 在此基礎上，研究團隊以PatPDS為靶基因，構建了CRISPR/Cas9基因編輯載體，通過農(nóng)桿菌介導轉化廣藿香胚性愈傷組織，經(jīng)篩選驗證獲得陽性轉基因植株。為了驗證 CRISPR/Cas9 系統(tǒng)對廣藿香中PatPDS等位基因進行靶向編輯的效率，使用靶位點側翼引物對受體材料和48株轉基因植物進行高通量測序，并開發(fā)PolyDetecter基于 SNP 多態(tài)性進行基因分型，檢測等位基因之間的編輯類型（圖2）。
本研究得到廣東省農(nóng)業(yè)科學院金穎之星項目、優(yōu)秀博士項目及廣東省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所所長基金“懸賞制”項目的支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1093/hr/uhae021
圖1. 廣藿香的再生體系和遺傳轉化體系
圖2. CRISPR/Cas9系統(tǒng)對廣藿香PatPDS等位基因的靶向編輯
