CRISPR/Cas9系统在丝状真菌中的研究进展

王佩 刘文 沈祥陵

（三峡区域植物遗传与种质创新重点实验室（三峡大学） 湖北省三峡特色植物繁育工程技术研究中心 三峡大学生物技术研究中心，宜昌 443002）

丝状真菌通常分为3类，蕈菌、霉菌和酵母菌，它与人类生活息息相关，在工农业生产、医疗实践、环境保护和生物学基本理论研究方面发挥着重要作用。但真菌易感染农作物、动物，甚至包括人类在内的生物体，常导致农作物绝收、人类致命性疾病等问题。因此，国家每年投入数十亿美元来控制农产品中的霉菌毒素。目前，绝大多数真菌的次生代谢物正等待着被发现和鉴定，为此全基因组测序的真菌物种数量正在迅速增加。然而，使用传统的方法研究真菌耗时费力，这是长期以来阻碍真菌实现基因编辑的主要原因。近年来，细菌和古细菌免疫CRISPR/Cas9机制被设计成强大的基因编辑系统，因其使用方便、构建简单、成本低、可以覆盖大多数区域的基因编辑需求，而受到广大研究人员的青睐。但由于某些真菌中极低的同源重组率、某些物种中缺乏质粒体系，以及缺乏用于表达单链RNA（sgRNA）的RNA聚合酶III（RNA Pol III）启动子等原因，使得CRISPR/Cas9体系在丝状真菌中的发展非常缓慢。随后，科研人员将该系统进行了改良并应用于真菌，使得基于CRISPR/Cas9的基因编辑系统在真菌中的应用也越来越多。

1 CRISPR/Cas9系统概述

1.1 基本结构

CRISPR/Cas系统是古细菌在长期进化过程中与病毒进行斗争形成的免疫工具，而CRISPR/Cas9是其中的一种，一般细菌中都含有1-2 个CRISPR/Cas基因座。……