JGG｜中国农大研究团队综述CRISPR加速小麦遗传改良研究进展

小麦是全球种植和消费最广泛的作物之一，近年来由于耕地面积有限，气候变化严峻，当前和未来的小麦生产面临巨大挑战。传统育种方法在小麦长期遗传改良过程中取得了一定进展，但也暴露出一些问题，如耗时、费力、低效等，因此需要前沿技术手段为小麦育种注入新的活力。CRISPR/Cas基因组编辑技术作为一种精确操纵作物基因组的强大工具，为此提供了新的可能。

2023年9月21日，中国农业大学小麦研究中心在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“CRISPR-mediated acceleration of wheat improvement: advances and perspectives”的综述论文。该综述系统全面阐述了CRISPR基因组编辑工具在小麦中的开发和优化现状，针对小麦基因组庞大、复杂、重复序列高等特点，着重介绍了基因组编辑常规流程和关键步骤，并讨论了CRISPR技术在小麦遗传改良中的应用现状及其未来发展前景。

该综述首先介绍目前适用于小麦的CRISPR基因组编辑工具的发展现状，总结了小麦引导编辑和多基因编辑研究方面的最新进展。其次，对小麦基因组编辑的主要步骤进行分解，重点介绍了将基因组编辑元件递送到小麦细胞中的不同方法，以及如何获得不含外源基因的小麦基因组编辑植株。随后，该综述讨论了近些年来CRISPR技术在提高产量、改善品质、抵抗生物和非生物胁迫、抗除草剂、诱导雄性不育和单倍体系、抗穗发芽等小麦遗传改良中的应用及进展(图A)，并提出小麦基因组编辑所面临的挑战及未来应用前景，包括操纵染色体结构变异、提高小麦遗传转化效率、叠加优异农艺性状、利用野生小麦种质资源、创制和筛选小麦大规模突变体库等(图B)。

基于基因组编辑的小麦遗传改良进展与展望

A: CRISPR/Cas技术在小麦遗传改良中的应用及进展；B: CRISPR/Cas介导的小麦基因组编辑面临的挑战及其未来应用前景。

作者简介

中国农业大学农学院小麦研究中心博士研究生周希萌与赵一迪为该论文共同第一作者，宗媛教授为通讯作者。小麦研究中心孙其信教授、倪中福教授、博士生倪培参与了该综述的讨论、撰写和修改。该项工作得到国家重点研发计划项目、海南崖州湾种子实验室项目等支持。