獼猴桃因其豐富的營養(yǎng)價值和獨特的風味而成為重要的全球性新興水果。隨著我國及世界獼猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如何快速高效地創(chuàng)制優(yōu)異特色新種質(zhì)并培育新品種，成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。目前，基于成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列/成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列關(guān)聯(lián)蛋白（clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins，CRISPR/Cas）系統(tǒng)發(fā)展起來的CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)已成為作物遺傳改良和基因功能研究的重要工具，但該系統(tǒng)的工作效率在不同的物種中存在較大的差異。在獼猴桃中，目前還沒有成熟可用的基因組編輯系統(tǒng)。

近日，中國科學院華南植物園博士研究生汪祖鵬在研究員黃宏文、副研究員劉義飛的指導(dǎo)下，經(jīng)過前期研究基礎(chǔ)，建立了一種新的快速高效的成對sgRNA的Cas9雙元表達載體的構(gòu)建策略，由此產(chǎn)生了包含4個靶向獼猴桃八氫番茄紅素脫氫酶基因（AcPDS）的sgRNA成對sgRNA/Cas9載體。與先前的成對sgRNA克隆方法相比，該策略僅需要合成兩種含sgRNA的引物，大幅降低了成本。研究者進一步比較了兩種不同的sgRNA表達盒類型——多順反子tRNA-sgRNA體系(PTG)和傳統(tǒng)CRISPR表達盒，在獼猴桃中的基因編輯效率。結(jié)果表明，在獼猴桃中PTG/Cas9系統(tǒng)的靶標突變效率相比傳統(tǒng)的CRISPR/Cas9系統(tǒng)高出近10倍。該研究還發(fā)現(xiàn)，兩種系統(tǒng)均能成功地誘導(dǎo)由G418抗性愈傷組織再生的獼猴桃幼苗白化表型。該研究首次在獼猴桃中建立了多重高效的PTG/Cas9基因組編輯系統(tǒng)，相關(guān)研究結(jié)果為在其他植物或作物中進行基因組編輯效率的優(yōu)化提供了借鑒。

相關(guān)研究成果發(fā)表在植物生物技術(shù)領(lǐng)域期刊Plant Biotechnology Journal上。該研究得到了國家自然科學基金、中科院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計劃項目（STS）等項目的資助。（來源：中國科學院華南植物園）

圖1.成對sgRNA/Cas9雙元表達載體快速構(gòu)建策略

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圖2.由CRISPR/Cas系統(tǒng)的基因因編輯引起的獼猴桃白化表型