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CRISPR/Cas9介导的高效四倍体马铃薯试管薯基因编辑体系的建立

Establishment of CRISPR/Cas9-mediated Highly Efficient Gene Editing System in Microtubers of Potatoes

摘要[目的]基因编辑技术的发展使得马铃薯实现精准分子育种成为了可能,试管薯作为遗传转化的理想材料,但其诱导和转化具有基因型依赖性,建立高效且普遍适用的试管薯基因编辑技术体系可为其精准分子育种提供技术支撑.[方法]以四倍体栽培马铃薯品种青薯 9 号和并薯 6 号为材料,对试管薯诱导及其遗传转化体系进行摸索;同时,转化CRISPR/Cas9 基因编辑载体进行基因组编辑.另外,利用筛选的条件对其他 3 个马铃薯品种进行测试.[结果]全黑暗条件下,采用 2 叶/段的扩繁方式,在含有 10%蔗糖和 5 mg/L激动素的培养基上,5 个马铃薯品种均可成功诱导出试管薯,但诱导效果存在差异.青薯 9 号的最佳分化激素配方为 0.5 mg/L 6-苄氨基腺嘌呤、0.2 mg/L 吲哚-3-乙酸、0.2 mg/L赤霉素、2 mg/L玉米素,再生效率、转化频率和基因编辑效率分别为 41.5%、51.9%和 82.1%.利用上述筛选的激素配方,在其他 4 个四倍体马铃薯品种中均可高效地实现试管薯的遗传转化再生,其中并薯 6 号、Desiree和晋薯 16 号的编辑效率分别为 63.2%、33.3%和 10%.[结论]建立了 5 个不同基因型四倍体马铃薯高效的试管薯遗传转化再生体系,其中的 4 份材料成功地实现了基因组编辑.