中国农大研究团队综述CRISPR基因组编辑工具加速小麦遗传改良

小麦是全球种植和消费最广泛的作物之一，近年来由于耕地面积有限，气候变化严峻，当前和未来的小麦生产面临巨大挑战。传统育种方法在小麦长期遗传改良过程中取得了一定进展，但也暴露出一些问题，如耗时、费力、低效等，因此需要前沿技术手段为小麦育种注入新的活力。CRISPR/Cas基因组编辑技术作为一种精确操纵作物基因组的强大工具，为此提供了新的可能。

2023年9月21日，中国农业大学小麦研究中心在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“CRISPR-mediated acceleration of wheat improvement: advances and perspectives”的综述论文。该综述系统全面阐述了CRISPR基因组编辑工具在小麦中的开发和优化现状，针对小麦基因组庞大、复杂、重复序列高等特点，着重介绍了基因组编辑常规流程和关键步骤，并讨论了CRISPR技术在小麦遗传改良中的应用现状及其未来发展前景。

该综述首先介绍目前适用于小麦的CRISPR基因组编辑工具的发展现状，总结了小麦引导编辑和多基因编辑研究方面的最新进展。其次，对小麦基因组编辑的主要步骤进行分解，重点介绍了将基因组编辑元件递送到小麦细胞中的不同方法，以及如何获得不含外源基因的小麦基因组编辑植株。随后，该综述讨论了近些年来CRISPR技术在提高产量、改善品质、抵抗生物和非生物胁迫、抗除草剂、诱导雄性不育和单倍体系、抗穗发芽等小麦遗传改良中的应用及进展(图A)，并提出小麦基因组编辑所面临的挑战及未来应用前景，包括操纵染色体结构变异、提高小麦遗传转化效率、叠加优异农艺性状、利用野生小麦种质资源、创制和筛选小麦大规模突变体库等(图B)。

基于基因组编辑的小麦遗传改良进展与展望

A: CRISPR/Cas技术在小麦遗传改良中的应用及进展；B: CRISPR/Cas介导的小麦基因组编辑面临的挑战及其未来应用前景。