CRISPR/Cas9编辑MeHNL基因创制低生氰糖苷木薯

作     者：童玮婧 罗数 陆新露 沈建福 陆柏益 李开绵 马秋香 张鹏 TONG Wei-jing;LUO Shu;LU Xin-lu;SHEN Jian-fu;LU Bai-yi;LI Kai-mian;MA Qiu-xiang;ZHANG Peng

作者机构：中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032 中国科学院大学北京100049 浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310058 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海口571101 

出 版 物：《生物技术通报》 (Biotechnology Bulletin)

年 卷 期：2024年第40卷第9期

页      面：11-19页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家重点研发计划(2023YFD1600605-4) 热带作物生物育种全国重点实验室2023年度开放课题项目(1630052024001) 农业农村部国家现代农业产业技术体系项目(CARS-11) 

主　　题：木薯 基因编辑 醇氰酶 低氰化物 生氰糖苷 

摘      要：【目的】木薯(Manihot esculenta Crantz)中含有潜在毒性的生氰糖苷,其食用安全性受到影响且导致加工成本增加。因此,利用生物技术开展低生氰糖苷木薯的培育具有重要意义。【方法】利用CRISPR/Cas9技术对木薯醇氰酶基因MeHNL进行了编辑。该基因编码催化生氰糖苷分解的α-羟基腈裂解酶,编辑靶点位于第1个外显子上,通过农杆菌介导的稳定转化获得了27株阳性植株。【结果】测序分析显示,其中26个株系被编辑,编辑效率高达96.3%。编辑类型主要包括碱基的插入和缺失,少数为碱基替换和大片段缺失。氰化物检测试剂盒染色和HPLC测定分析表明,编辑株系中的氢氰酸和生氰糖苷含量均显著降低。与非编辑植株相比,编辑植株的叶片细长,暗示了MeHNL可能对木薯的生长发育产生影响。【结论】利用CRISPR/Cas9技术获得了低氰化物的木薯种质,为开展生氰糖苷代谢影响木薯生长发育的研究提供了材料。