基于基因编辑技术的白桦分子育种

林木遗传育种具有周期较长、精准性相对不足的特性。在基因编辑技术迅速发展的时代，我们如何利用该技术缩短育种周期和提高育种效率，是当今林木遗传育种领域的热点。本课题组从全国多地收集白桦种质资源，根据不同种源优选株系的腋芽启动率、愈伤诱导率和不定芽分化率等指标，筛选出诱导愈伤组织能力强、增殖速度快、分化能力良好的白桦优树单株DL-1.利用文冠果花色调控基因XsMYB11 3 作为活体报告基因进行遗传转化，该基因可使白桦阳性愈伤和转基因植株的花青素累积，从而呈现紫红色，以此建立白桦高效遗传转化流程体系。在此基础上，以白桦PDS为靶基因，以拟南芥ATU6-26 启动子和大豆中GmU6-5 启动子对照，对 16个白桦内源Pol Ⅲ启动子进行了筛选和鉴定。通过比较不同启动子驱动 sgRNA 的载体的转基因效率、基因编辑效率、双等位突变效率。最终，筛选到白桦内源的 U6-2，U6-6和7SL等启动子具有较高的基因编辑效率和双等位突变效率。以白桦优树DL-1为转化受体材料，围绕速生、株型、抗逆和细胞分化等研究方向进行目标基因筛选，设计sgRNA进行遗传转化，采用CRISPR/Cas9 随机突变的方法创制白桦基因编辑突变体库。通过对白桦突变体筛选、候选基因鉴定和遗传分析，深入解析候选基因的功能和分子机制，为白桦分子育种奠定基础和构建高效技术体系。