花粉管侵染的油菜和甘蓝基因编辑技术

中国农业科学院油料作物研究所油料作物逆境生物学和抗性改良团队，联合成都市农林科学院相关团队，建立了一种应用于油菜和甘蓝的新型基因编辑方法。该方法打破了油菜和甘蓝的基因编辑技术对遗传转化的依赖，直接通过授粉的方式对油菜和甘蓝的基因进行编辑，获得了不含转基因元件的突变材料，为高产、优质、多抗新品种的培育提供了新的技术储备。相关研究成果近日发表在植物学权威期刊《植物生物技术杂志》上。

该论文通讯作者之一、中国农业科学院油料作物研究所研究员胡琼说，油菜和甘蓝是大众消费植物食用油和十字花科蔬菜的主要来源。目前，油菜和甘蓝的基因编辑系统主要采用农杆菌介导的方式，结合组织培养再生技术获得基因编辑材料。但是植物遗传转化再生具有十分强的受体材料基因型的依赖性，只能在少数易于转化的材料中进行，这导致基因编辑技术在大多数难以遗传转化的育种材料中应用面临不少困难和挑战。比如，油菜是一种典型的异源四倍体作物，基因组复杂，大多数基因有多个同源序列。过去油菜的基因编辑技术对遗传转化不得不面对费时耗力的瓶颈，效率较低。

胡琼说，建立完备高效的生物技术是作物遗传改良的重要途径。这项新型基因编辑技术，利用八倍体双单倍体诱导系作为基因编辑元件的转送介质，直接通过授粉的方式对油菜和甘蓝的FAD2基因进行基因编辑，可以同时对油菜和甘蓝的多个同源序列进行基因突变，产生的突变可以稳定遗传，并且突变材料的染色体结构与母本一致，不需要后期人工染色体加倍。新方法可快速地将优异基因变异向育种材料中累积，为高产、优质、多抗新品种的培育提供了新的技术储备。