CRISPR介导的基因编辑技术在小麦中的研究进展

　　2021年6月5日，Plant Communications杂志在线发表了中国农业科学院作物科学研究所夏兰琴团队撰写的题为Present and future prospects of wheat improvement through genome editing and advanced technologies的综述文章。文章详细概述了CRISPR介导的基因编辑技术在小麦中的研究进展、研发方向与未来的应用前景。

　　https://doi.org/10.1016/j.xplc.2021.100211

　　小麦（Triticum aestivum, 2n = 6x = 42, AABBDD）是世界上重要粮食作物之一，其安全生产关系到我国乃至世界的粮食安全。随着人口增长、全球气候变暖、耕地面积和水资源减少，小麦生产依旧面临着巨大挑战。CRISPR系统介导的基因编辑技术可以实现靶标基因的定点敲除、插入和替换，已成为农作物品种改良和抢占种业竞争战略制高点的重要工具。目前，CRISPR/Cas介导的基因敲除已广泛应用于重要农作物如水稻、玉米、棉花等作物基因的功能验证和遗传改良。由于普通小麦为六倍体作物，基因组较大、背景复杂、遗传转化效率低且周期较长，小麦基因编辑的相关研究报道较少。本文系统总结了CRISPR系统介导的基因敲除、单碱基编辑、引导编辑和HDR介导的基因精准替换技术在小麦中的研究进展，同时介绍了全基因组关联分析 (GWAS)、高通量基因分型和表型分析、快速育种和合成生物学等现代生物学和育种技术的研发情况及其在小麦基因克隆和遗传改良中的应用情况。最后，讨论了目前小麦基因编辑存在的问题和研发方向。通过建立小麦多基因编辑、HDR介导的基因精准替换和多基因多类型基因编辑模块，实现小麦基因定向进化、重要农艺性状的重新驯化和小麦精准设计育种，从而创制高产、优质、抗逆和资源高效利用的新种质，培育突破性小麦新品种。

　　通过CRISPR/Cas介导的基因编辑技术及其它育种技术选育绿色超级小麦品种

　　作科所李少雅、张臣和李晶莹为共同第一作者，夏兰琴研究员为通讯作者。文中部分研究内容得到国家重点研究发展计划、农科英才特支计划、中央公益性科研机构基金和创新工程等项目资助。