近日,中國農業科學院麻類研究所種質資源創新團隊利用優化后的農桿菌介導法,對工業大麻基因進行編輯并成功獲得陽性植株,這是國際上首次實現工業大麻基因穩定編輯,也是工業大麻分子育種領域的重要進展。相關研究成果發表在《植物生物學(Plant Biotechnology Journal)》上。
工業大麻是指四氫大麻酚(THC)小于0.3%的大麻品種,其花葉中的大麻二酚(CBD)在抗抑郁、抗炎和緩解疼痛等方面具有重要的藥用價值。CBD市場需求巨大,既要提高CBD含量又要保證THC含量不超標是目前工業大麻育種的卡脖子難題,也是育種專家們追求的目標。大麻雌雄異株、遺傳背景復雜等特點決定了分子定向育種技術是工業大麻育種的必然趨勢。然而工業大麻是一種再生和遺傳轉化困難的植物,相關遺傳轉化體系的研究進展緩慢,嚴重阻礙了該物種分子機理研究以及生物育種技術的發展。
該團隊通過優化外植體、選取品種、優化基因編輯工具等方法,在工業大麻中首次獲得了基因編輯植株以及具有卡那霉素抗性的穩定轉基因植株。
該研究得到中國農科院科技創新工程等的資助。(通訊員 廖勇鳳)
圖1 對工業大麻CsPDS1基因進行基因編輯后同時產生白化幼苗與嵌合體幼苗
圖2 微繁后的再生苗能夠在含有卡那霉素培養基上正常生長且移栽后的成年植株依然攜帶外源基因片段