CRISPR/Cas技术在木本植物改良中的应用

侯 静， 毛金燕, 翟 惠, 王 洁, 尹佟明

(南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室，南方现代林业协同创新中心，南京林业大学林学院，江苏 南京 210037)

木本植物是生态环境的重要组成部分，在维持碳氧平衡、保护生物多样性、涵养水源等方面起着重要作用，同时林木的推广与利用对于我国绿色经济建设也具有重要意义。随着人民生活水平的提高，对林产品的需求量逐渐增多，对其质量的要求也越来越高。林以种为本、种以质为先，优良种质是林业发展的基础和前提。多年来，育种学家通过杂交育种、诱变育种和多倍体育种等传统育种方法进行良种选育。由于木本植物具有世代周期长、遗传负荷高、基因组倍性复杂等生物学特点，良种选育周期很长，盲目性比较大，结果也不太理想，难以实现快速育种的目标[1]。CRISPR/Cas系统是近年来发展起来的能够实现对基因组进行精准定点编辑的技术，具有操作简单、制作成本低、周期短、效率高等优点，利用该技术可以实现基因敲除、插入或替换以及染色体重组[2-3]，还可以对目的基因进行转录调控和表观遗传调控，从而精确引入目标性状[4-5]。目前，CRISPR/Cas技术已在多种动物、植物以及其他生物中得到了成功应用，其中植物包括24科45属[6]，明显改善了植物产量、品质、抵抗生物和非生物胁迫等性状，获得了大量具有优良性状的新品种，实现了种质资源的原始创新[7]。笔者对CRISPR/Cas技术在木本植物中的应用进展进行总结，分析了存在的问题和未来发展的趋势，以期为木本植物基因功能研究及品种改良提供有益参考。……