2024, 25(3):312-322.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231010001
摘要:在热带地区种植的香蕉、番木瓜、甘蔗、木薯、天然橡胶、油棕等热带作物,是我国农业的重要组成部分,不仅为我们的日常生活和工农业生产提供了重要的原材料,而且为我国热带与亚热带地区的主要农业产量和经济增长做出了贡献。然而,这些作物的现代分子育种受其生物学特性和遗传复杂性的严重阻碍,多倍化、杂合性、无性繁殖、童期长和植株高大等问题导致热带作物的传统杂交育种周期长、难度大、进展慢。基因编辑技术的发展为热带作物育种带来了新途径和新机遇。CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术以其更高的靶向效率、多功能性和易用性,已被广泛应用于植物基因组编辑育种中。近年来,该技术在香蕉、木薯、天然橡胶、甘蔗等热带作物上也实现了广泛应用。本文介绍了基于CRISPR-Cas9系统的基因组编辑、CRISPR-Cas9在热带作物改良中的应用进展以及所面临的挑战和问题,同时对热带作物基因编辑育种方面提出建议,以期为后续研究提供思路,并为进一步开发应用该技术以有效改良热带作物的植物性状提供参考。
林秋妹, 王霞, 赵东方, 贾彩红, 王静毅, 刘菊华, 徐碧玉, 张玄兵, 王卓
2022, 23(1):272-280.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210622001
摘要:几丁质酶(Chitinase, CHi)是一种能够催化真菌细胞壁中几丁质水解的病程相关蛋白,在植物与真菌互作中起着重要的作用。本研究以拟南芥几丁质酶基因的蛋白序列为查询序列,在香蕉A基因组(DH-Pahang)中进行BLASTp比对,鉴定出23个MaCHis基因家族成员。根据其染色体上的位置,分别命名为MaCHi01~MaCHi23。系统进化树分析表明23个MaCHis可分为糖苷水解酶18(glycosyl hydrolase 18, GH18)和糖苷水解酶19(GH19)两个亚家族。转录组数据分析表明接种Foc TR4后MaCHi05、MaCHi06、MaCHi07、MaCHi11、MaCHi18、MaCHi19和MaCHi20基因在感病品种‘巴西蕉’中显著下调或不表达,在抗病品种‘GCTCV-119’中显著上调。利用RT-qPCR技术对MaCHi05、MaCHi06、MaCHi07、MaCHi11和MaCHi19在抗病和感病品种接种Foc TR4中进行表达分析,结果发现在抗病品种这些基因的表达都被激活,而在感病品种中没有激活,且在抗病品种中的相对表达量远大于感病品种,表明这些基因以正调控方式参与香蕉抗枯萎病过程。本研究结果为进一步解析MaCHi基因家族成员在香蕉抗枯萎病过程中的功能提供理论参考。