HR | 蔬菜花卉所甘蓝青花菜课题建立青花菜基因编辑高效预验体系

       近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝青花菜课题组在国际园艺知名期刊《Horticulture Research》（IF=9.5，Q1）上发表了题为“A rapid pre-screening and validation workflow for CRISPR-based genome editing in broccoli”的研究成果。该研究针对青花菜基因组编辑中载体与靶点筛选缺乏高效预验体系的痛点，创新性地建立了一套集原生质体、RUBY报告基因发根源和愈伤组织于一体的快速预筛选与验证工作流程。

       该研究的核心亮点在于其创新性的预验证策略。团队综合利用原生质体瞬时转染、RUBY报告基因介导的发根源转化以及愈伤组织再生系统，实现了对CRISPR/Cas9载体及sgRNA活性的快速评估。实验结果显示，在原生质体体系中，八个靶向生长素信号基因sgRNA的编辑效率从2.63%到12.65%不等；而基于RUBY体系的发根源转化，可在约17.9%的转化效率下实现靶向编辑事件的快速可视化验证，与全植株稳定转化相比更为省时高效。尤为值得一提的是，该研究进一步拓展了定点引导编辑（Prime Editing）技术在青花菜上的应用。研究团队构建了携带RUBY报告基因的首引编辑载体，成功在原生质体和愈伤组织中检测到了预期的定点替换事件，其中原生质体中预期CCT-to-AGC替换的平均效率为1.62%±0.85%。同时，利用RUBY阳性愈伤组织可在约20-25天后获得，并通过深度测序确认了编辑事件，尽管整体效率仍待提升（愈伤组织中预期替换效率为0.31%±0.25%），但充分证明了该技术路线在青花菜定向育种中的可行性。

青花菜基因编辑高效预验体系

       该生物育种成果有效解决了青花菜等芸薹属作物基因编辑中靶点和载体预筛选难的问题，通过建立高效的预验证工作流，显著降低了稳定转化失败的风险与资源消耗，为功能基因研究和分子育种提供了快速、高效的基因编辑工具平台。该研究还结合了原生质体和发根源的可视化体系，为其他十字花科作物的遗传改良提供了新的技术范式。

       中国农业科学院蔬菜花卉研究所为论文第一单位，李占省研究员为通讯作者，中国农业科学院蔬菜花卉研究所与浙江农林大学园艺科学学院联合培养硕士生赖尚祥、浙江农林大学园艺学院臧运祥教授为共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金（32172580）、国家农业产业技术体系（CARS-23）以及农业科技创新计划（ASTIP）等项目资助。

原文：https://academic.oup.com/hr/advance-article/doi/10.1093/hr/uhag294/8729377