PlantPhysiology|新育种技术在果树上的应用

智农云芯看智能农业 2024-03-29 13:12:52

2023年7月,意大利学者Manuela Campa在Plant Physiology发表了题为Application of new breeding techniques in fruit trees的论文,概述了快速育种、顺式调控和 CRISPR/Cas 基因编辑等技术在果树中的成功应用和当前育种工作的挑战,以期进一步实施和优化这些新的育种技术。

doi : 10.1093/plphys/kiad374

01

CRISPR/Cas的递送方法

农杆菌介导法基因枪法原生质体转染病毒载体

02

植物基因工程中,相对于随机诱变和杂交育种,新生物技术方法统称为新育种技术(NBT),影响作物改良的主要NBT是基因编辑和基因顺式调控,希望能通过NBT克服传统育种的技术缺陷及公众对植物基因工程的负面看法。

图1.在果树中采用的NBT策略

03

柑橘、苹果、桃等果树的育种期一般较长,通过常规杂交育种开发新品种通常至少需要十几年或更长时间。在苹果和柑橘上已通过加速育种加快了获得改良品种的时间。通过早开花基因(BpMADS4)过表达产生的苹果加速育种系T1190已经被用于美国的育种计划。

图2. 发表的应用于果树的CRISPR/Cas基因编辑研究综述(1)

04

CRISPR-Cas9是一种2类II型系统,是第一个适用于基因编辑 CRISPR系统,它在作物改良上的应用展示了一定的特异性。图2、3总结了果树中一些常用的基因组编辑技术,在不久的将来将广泛用于果树品种改良。

图3.发表的应用于果树的CRISPR/Cas基因编辑研究综述(2)

05

当前全球气候变化日益频繁,这对作物品种改良的速度做出了要求,全球种植者急需能适应不断变化的环境的改良品种。CRISPR/Cas等前沿育种技术能大大加速果树育种进程,并支持性状稳定遗传,该研究数据说明了基因组编辑工具在植物育种方面的重要性。

此研究回顾了应用于果树的CRISPR/Cas基因编辑工具在果树育种上的应用,讨论了顺式调控和CRISPR/Cas基因编辑的监管环境和更广泛的社会可接受性,为当前果树育种家们提供了新的视野和方向。

doi : 10.1093/plphys/kiad374

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