中国科学院实现利用基因组编辑精细调控草莓糖分含量

中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组发现，对基因上游转录起始位点（uORF）进行编辑可显著提高基因翻译效率，利用自有的基因组编辑调控植物内源基因翻译效率技术体系在无性繁殖作物草莓中实现了对数量性状的精细调控，并获得了多种不同糖分含量的草莓。研究人员首先建立了高效的草莓胞嘧啶单碱基编辑技术体系，利用自有的植物高效胞嘧啶碱基编辑器（A3A-PBE）首次在草莓中实现碱基编辑，转基因草莓植物中碱基编辑效率高达100%。利用A3A-PBE对草莓FvebZIPs1.1基因的保守的uORF进行编辑，在T0代获得7种不同的新uORF突变。7种新uORF突变的纯合突变体中果实糖含量出现了不同程度的提高，而且植物生长未受影响。研究人员进一步对T0代突变体进行了自交和杂交，组合不同等位基因并分离转基因成分，T1代共获得35种不同基因型草莓，且这些草莓均无外源基因。不同基因型对草莓果实糖含量产生了不同程度的影响，极大地丰富了性状多样性，实现了对数量性状的精细调控。尤为重要的是，所有的新基因型和性状都可以通过无性繁殖稳定传递给后代。该研究为无性繁殖作物提供了新的育种策略。研究成果于2020年9月3日在《Genome Biology》上发表。