CRISPR/Cas9系統(tǒng)在林木基因編輯中的應(yīng)用

陳贏男，陸靜

綜 述

CRISPR/Cas9系統(tǒng)在林木基因編輯中的應(yīng)用

陳贏男1,2，陸靜1,2

1. 南京林業(yè)大學(xué)，林木遺傳與生物技術(shù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210037 2. 南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210037

CRISPR/Cas9系統(tǒng)可以對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行精確定點(diǎn)編輯，是目前公認(rèn)的最有發(fā)展?jié)摿Φ幕蚓庉嫾夹g(shù)，并已在主要糧食及經(jīng)濟(jì)作物的精準(zhǔn)育種方面發(fā)揮了重要作用。CRISPR/Cas9系統(tǒng)的出現(xiàn)也為林木基礎(chǔ)研究和分子育種帶來了新的途徑。近年來CRISPR/Cas9系統(tǒng)在林木遺傳研究中的應(yīng)用越來越廣泛，不僅實(shí)現(xiàn)了抗旱、抗病等林木新品種的培育，而且在調(diào)控木質(zhì)素合成和縮短林木育種周期等方面也展現(xiàn)了巨大潛力。本文詳細(xì)梳理了CRISPR/Cas9系統(tǒng)在林木基因功能驗(yàn)證及遺傳改良中的研究進(jìn)展，并對(duì)未來需要完善的相關(guān)問題和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，以期為林木功能基因組研究和林木基因工程育種提供有益參考。

CRISPR/Cas9；基因編輯；林木；基因功能；遺傳改良

對(duì)基因組進(jìn)行精確編輯和改造一直是分子生物學(xué)家不斷探究的技術(shù)難題，繼鋅指核酸酶(zinc finger nucleases, ZFNs)、類轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases, TALENs)技術(shù)之后，基于細(xì)菌成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)(clustered regularly interspaced short palin-dromic repeats, CRISPRs)序列開發(fā)的CRISPR/Cas9系統(tǒng)是近幾年最為主流的基因編輯技術(shù)。與ZFN和TALEN技術(shù)相比，CRISPR/Cas9系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程簡單、操作方便、基因編輯效率高，一經(jīng)開發(fā)就迅速在動(dòng)物、植物和微生物中得到應(yīng)用。自2013年首次用于編輯模式植物擬南芥()和煙草()以來[1]，CRISPR/Cas9系統(tǒng)已在24個(gè)屬45個(gè)科的植物中成功應(yīng)用[2]，在提高作物產(chǎn)量、改良作物品質(zhì)、培育抗病及抗脅迫新品種等領(lǐng)域都具有良好的應(yīng)用前景[3~5]。……