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近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所李付廣研究員團(tuán)隊建立了跨越種間/種內(nèi)、無基因型限制的棉花高效遺傳轉(zhuǎn)化體系（shoot apical meristem cell-mediated transformation，SAMT），破解了以當(dāng)前主栽品種為受體難以進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化的“卡脖子”難題，為加速棉花基因工程育種進(jìn)程提供了技術(shù)保障。相關(guān)研究結(jié)果以“Efficient genotype-independent cotton genetic transformation and genome editing”為題在線發(fā)表在植物學(xué)綜合性期刊《植物學(xué)報（英文版） （Journal of Integrative Plant Biology）》（中科院一區(qū)TOP期刊，即時IF="9.53）上。

基因型限制和轉(zhuǎn)化周期長是棉花遺傳轉(zhuǎn)化的兩大技術(shù)屏障，阻礙了基因功能驗證和優(yōu)異轉(zhuǎn)基因材料創(chuàng)制。因基因型限制嚴(yán)重，往往無法對當(dāng)前主栽棉花品種進(jìn)行目標(biāo)性狀的直接改良，難以實現(xiàn)以主栽品種為基礎(chǔ)受體的基因聚合和品種改良。

該研究以棉花種子頂端分生組織干細(xì)胞為外植體，結(jié)合農(nóng)桿菌和超聲波處理將外源載體整合到干細(xì)胞中，進(jìn)而誘導(dǎo)干細(xì)胞產(chǎn)生不定芽。利用壯觀霉素抑制主芽生長，誘導(dǎo)腋芽的產(chǎn)生，有效降低嵌合體概率。建立的SAMT轉(zhuǎn)化體系成功打破棉花種間和種內(nèi)遺傳轉(zhuǎn)化的基因型限制，陸地棉、海島棉和亞洲棉等多個棉種均成功進(jìn)行了轉(zhuǎn)化，獲得的過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因材料和基因編輯突變體材料均可穩(wěn)定遺傳。SAMT體系的轉(zhuǎn)化周期為2-3個月，未發(fā)生轉(zhuǎn)基因再生苗不育現(xiàn)象，也未出現(xiàn)畸形苗。

中棉所李付廣研究員為該論文的通訊作者，葛曉陽博士、楊召恩博士、許潔婷博士和楊曉鳳博士為論文共同第一作者，王曄博士、陳艷麗博士等參與研究工作。江蘇未米生物科技有限公司、崖州灣種子實驗室為共同完成單位。該研究得到了國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、崖州灣種子實驗室揭榜掛帥項目的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13427

無基因型限制的棉花高效遺傳轉(zhuǎn)化體系