中國科學院實現利用基因組編輯精細調控草莓糖分含量

中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞研究組發現，對基因上游轉錄起始位點（uORF）進行編輯可顯著提高基因翻譯效率，利用自有的基因組編輯調控植物內源基因翻譯效率技術體系在無性繁殖作物草莓中實現了對數量性狀的精細調控，并獲得了多種不同糖分含量的草莓。研究人員首先建立了高效的草莓胞嘧啶單堿基編輯技術體系，利用自有的植物高效胞嘧啶堿基編輯器（A3A-PBE）首次在草莓中實現堿基編輯，轉基因草莓植物中堿基編輯效率高達100%。利用A3A-PBE對草莓FvebZIPs1.1基因的保守的uORF進行編輯，在T0代獲得7種不同的新uORF突變。7種新uORF突變的純合突變體中果實糖含量出現了不同程度的提高，而且植物生長未受影響。研究人員進一步對T0代突變體進行了自交和雜交，組合不同等位基因并分離轉基因成分，T1代共獲得35種不同基因型草莓，且這些草莓均無外源基因。不同基因型對草莓果實糖含量產生了不同程度的影響，極大地豐富了性狀多樣性，實現了對數量性狀的精細調控。尤為重要的是，所有的新基因型和性狀都可以通過無性繁殖穩定傳遞給后代。該研究為無性繁殖作物提供了新的育種策略。研究成果于2020年9月3日在《Genome Biology》上發表。