研究实现玉米孤雌生殖基因工程

        中国农业科学院作物科学研究所作物分子育种技术和应用创新团队基于CRISPR/Cas建立了可高效定向基因转录激活调控的技术工具，在活体卵细胞中激活了基因BABYBOOM （BBM） 的表达，实现了玉米母体细胞孤雌生殖。相关研究成果在《Plant Communications）》上在线发表。该团队基于CRISPR/dCas9基因编辑技术，融合了不同的转录激活效应元件，研发了玉米高效基因表达调控工具，实验表明目标基因的转录水平可增加1.6-11.3倍，且靶向调控基因编辑窗口位于基因起始密码子上游1~100bp区域基因激活能力最强。在上述技术基础上，研究人员设计与构建了卵细胞特异激活工具—CRISPRa5BBM，高效激活了ZmBBM2卵细胞表达；单细胞测序与原位杂交实验进一步证明临近的其它配子体细胞如助细胞、中央细胞和反足细胞中均没鉴定到ZmBBM2转录与表达，具有明确的卵细胞特异性。未受精的配子体表型分析结果表明，该突变可引起3.9%双胚囊结构；授粉后代分析结果表明，获得的CRISPRa5BBM转化株系中的母体单倍体最高可达3.6%。该研究建立了玉米母体细胞孤雌生殖基因工程技术，为单倍体诱导双单倍体育种技术提供了一种母体自主单倍体发生技术途径，具有重要的育种技术价值。