Page 64 - 《广西植物》2025年第3期
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４ ４ ４                                  广  西  植  物                                         ４５ 卷
            成功消除了 Ｐｓａ３ 中的质粒 ｐ１８７０８ 和整合性共轭                      通过 ＣＲＩＳＰＲ / Ｃａｓ９ 介导的 ＢＦＴ 基因诱变ꎬ产生了
            元件 Ｐａｃ＿ＩＣＥ１ꎬ实现了对 Ｐｓａ３ 染色体基因的靶向                     植株呈现出持续生长的表型ꎬ这些植株延迟了生
            编辑(Ｈｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎬ为研究 Ｐｓａ 的致病机制和                 长停止和落叶时间ꎬ并在落叶后提前萌芽ꎬ揭示了

            开发新的防治策略提供了基础ꎮ Ｌｉｕ Ｂ 等(２０２３)                       ＢＦＴ 基因在猕猴桃休眠和萌芽调控中的重要作用
            进 一 步 优 化 了 这 一 策 略ꎬ 利 用 ｄＣａｓ９￣ＢＥ３ 和               (Ｈｅｒａｔｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎬ为进一步理解猕猴桃的生
            ｄＣａｓ１２ａ￣ＢＥ３ 碱基编辑系统ꎬ在不切断 ＤＮＡ 双链                     长发育机制提供了重要的依据ꎮ
            的情况下ꎬ精准突 变 Ｐｓａ 的 ｈｏｐＡＩ１ ( 毒 性 效 应 因
            子)基因ꎬ使 ７０％以上的病原菌毒力降低ꎮ 这种基                          ６  果 实 成 熟 与 采 后 贮 藏 的 分 子
            于病原体自身基因的靶向抑制策略为开发基于
                                                               设计
            ＣＲＩＳＰＲ / Ｃａｓ９ 的微生物杀菌剂提供了理论依据ꎮ

            ５  株型与生长周期的精准调控                                    ６.１ 乙烯合成与信号通路的调控
                                                                   猕猴桃为典型的呼吸跃变型果实ꎬ乙烯是调
            ５.１ 童期缩短与开花诱导                                      控其成熟的核心因子ꎮ ＮＡＣ 转录因子通过激活甲
                 猕猴桃为多年生藤本植物ꎬ其长达 ３ 年至 ５ 年                      硫氨酸磺氧化物还原酶( ＡｃＭＳＲ) 调控甲硫氨酸代
            的 童 期 严 重 制 约 育 种 效 率ꎮ Ｖａｒｋｏｎｙｉ￣Ｇａｓｉｃ 等            谢ꎬ进而影响乙烯合成ꎮ 通过 ＣＲＩＳＰＲ / Ｃａｓ９ 敲低
            (２０１９) 通过 ＣＲＩＳＰＲ/ Ｃａｓ９ 敲除 ＣＥＮＴＲＯＲＡＤＩＡＬＩＳ￣          ＡｃＭＳＲꎬ可延缓果实软化ꎬ并延长货架期(Ｆｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ
            ｌｉｋｅ(ＣＥＮ￣ｌｉｋｅ)基因ꎬ成功将攀援型猕猴桃转化为紧                     ２０２１)ꎮ 此外ꎬＷａｎｇ 等(２０２１)证实ꎬ即使在高效率
            凑型植株ꎬ并诱导其提前开花ꎮ 这一研究揭示了                             的 ＣＥＮ 基 因 编 辑 株 系 中ꎬ乙 烯 通 路 的 关 键 基 因
            ＣＥＮ￣ｌｉｋｅ 基因在维持顶端优势中的关键作用ꎬ为缩                        (如 ＡＣＳ 和 ＡＣＯ) 表达未受干扰ꎬ表明成熟调控网
            短育种 周 期 提 供 了 革 命 性 工 具ꎮ 然 而ꎬ Ｗａｎｇ 等               络的独立性ꎮ
            (２０２１)研究发现ꎬ虽然 ＣＥＮ 基因编辑改变株型ꎬ但                       ６.２ 细胞壁降解酶的靶向编辑
            对果实成熟和采后生理无显著影响ꎬ表明基因功能                                 果实质地软化与多聚半乳糖醛酸酶( ＰＧ) 和
            的模块化 特 性 可 被 选 择 性 利 用ꎮ 最 新 研 究 通 过                纤维素酶(Ｃｅｌ)活性密切相关ꎮ Ｚｈｏｕ 等(２０２０) 综
            ＣＲＩＳＰＲ￣Ｃａｓ９ 编辑 ＣＥＮ/ ＣＥＮ４ 基因ꎬ在多个猕猴桃                 述了在番茄等作物中利用 ＣＲＩＳＰＲ / Ｃａｓ９ 沉默 ＰＧ
            物种中实现了快速开花表型ꎮ 例如ꎬ双等位基因编                            基因以改善耐贮性的案例ꎬ这一策略可直接迁移
            辑毛花猕猴桃(Ａ. ｅｒｉａｎｔｈａ) 的 ＣＥＮ 或 ＣＥＮ４ 后ꎬ植               至猕猴桃ꎮ Ｍａ 等(２０２３)进一步提出ꎬ通过多重编
            株在组织培养阶段或移栽后即开花ꎬ花朵与果实形                             辑同时靶向 ＰＧ、Ｃｅｌ 和果胶甲酯酶(ＰＭＥ) 基因ꎬ可
            态正常ꎻ而通过靶向四倍体软枣猕猴桃(Ａ. ａｒｇｕｔａ)                       能实现果实质地的“可编程化”设计ꎮ
            所有 ４ 个等位基因ꎬ获得了极端早花表型ꎬ其中完全                              ＣＲＩＳＰＲ 技术正在驱动猕猴桃育种的系统性革
            突变株表现为极度矮化并在主枝末端开花(Ｈｅｒａｔｈ ｅｔ                       新ꎮ ＣＲＩＳＰＲ/ Ｃａｓ９ 技术推动了猕猴桃育种从单一
            ａｌ.ꎬ ２０２３)ꎮ                                        性状改良向多维度系统设计转型ꎮ 如表 ２ 所示ꎬ当
            ５.２ 休眠与萌芽的冷响应调控                                    前研究已建立覆盖果实品质、抗病性、株型调控等
                 温带果树的休眠解除依赖低温积累ꎬ而气候                           关键农艺性状的基因编辑技术矩阵ꎬ并逐步揭示跨
            变化导 致 的 暖 冬 可 能 扰 乱 这 一 过 程ꎮ Ｖｏｏｇｄ 等               模块调控网络的互作规律ꎮ 通过整合基因组学、表

            (２０２２)鉴定到一个与拟南芥 ＦＬＣ 同源的 ＭＡＤＳ￣                      观遗传调控及合成生物学工具ꎬ研究者能够精准预
            ｂｏｘ 的基因 ＡｃＦＬＣ￣ｌｉｋｅꎬ其表达受低温诱导ꎬ并通过                    测多基因叠加效应ꎬ构建“编辑－验证－优化”的闭环
            表观遗传修饰(如组蛋白 Ｈ３Ｋ２７ｍｅ３ 去甲基化) 调                       设计框架ꎮ 这一技术体系不仅将传统育种的线性
            控萌芽时间ꎮ 通过 ＣＲＩＳＰＲ / Ｃａｓ９ 编辑该基因的启                    迭代模式升级为并行式性状组装ꎬ而且还通过“编
            动子区域ꎬ可打破其低温依赖性ꎬ使猕猴桃在非最                             辑元件模块化”“递送系统通用化”等策略显著提升
            适气候下仍能正常萌芽ꎬ为应对气候变化提供了                              了木本作物的育种效率ꎮ 然而ꎬ多基因协同编辑的
            适应性解决方案ꎮ 同时ꎬ研究表明猕猴桃的 ＢＦＴ                           剂量效应与生态适应性仍是亟待突破的瓶颈ꎬ这为
            基因在调控生长停止和休眠方面具有重要作用ꎮ                              后续的技术优化指明了方向ꎮ
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