百合 (Lilium) 植株端庄、花色和花型丰富、花姿优美、寓意吉祥,是国际著名园艺作物,具有极高的观赏价值和食药用价值。长期以来,由于缺乏稳定高效的遗传转化技术体系,百合的基因功能研究以及通过分子手段进行种质创新受到极大限制。
沈阳农业大学孙红梅教授率领的百合创新团队经多年探索,分别建立了各类切花百合以及10种中国原产野生百合的体细胞胚发生技术体系。近期,该团队在体胚发生的基础上创建了百合高效稳定的遗传转化技术体系,将农杆菌介导的百合稳定转化效率提高至12.5%。
百合体细胞胚发生
百合转基因植株的获得
在此遗传转化体系的基础上利用CRISPR/Cas9技术对百合类胡萝卜素合成关键酶八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,LpPDS)进行了定向敲除。对CRISPR/Cas9介导的突变植株进行测序分析,结果显示突变类型包括碱基的插入、替换和大片段缺失。
CRISPR/Cas9介导的百合基因编辑获得不同类型突变体
该研究首次在百合中利用CRISPR/Cas9技术实现了目标基因编辑。稳定高效遗传转化体系的建立和基因编辑技术在百合中的成功应用,为后续百合各类基因功能的深入研究开辟了新途径。
www.mdpi.com/1422-0067/20/12/2920
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