中國熱科院通過基因編輯技術(shù)翻倍提高橡膠草天然橡膠積累

時(shí)間：2025-09-15 作者：產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究室 覃碧 來源：中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所 點(diǎn)擊次數(shù)：2570

近日，中國熱科院橡膠所其他產(chǎn)膠植物團(tuán)隊(duì)在新型產(chǎn)膠植物橡膠草研究方面取得重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)利用新型育種技術(shù)提高橡膠草的橡膠產(chǎn)量并縮短其育種周期，對推進(jìn)橡膠草的商業(yè)化種植具有積極意義。

橡膠草（Taraxacum kok-saghyz）是一種蒲公英屬植物，原產(chǎn)于我國新疆與哈薩克斯坦交界的天山山脈，其根部能合成高品質(zhì)的天然橡膠，是極具開發(fā)潛力的新型產(chǎn)膠植物。橡膠草利用蔗糖為碳源可同時(shí)合成天然橡膠與菊糖，但碳源在兩條通路間的分配機(jī)制尚不明確。該研究首次應(yīng)用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除橡膠草中菊糖合成的關(guān)鍵基因Tk1-SST和Tk1-FFT，獲得了雙基因純合突變體1-sst1-fft，并驗(yàn)證了其在不同遺傳背景下可以穩(wěn)定遺傳。較對照而言，該突變體的蓮座葉數(shù)、花朵數(shù)、葉面積、生物量和結(jié)實(shí)率等農(nóng)藝性狀指標(biāo)顯著提高，菊糖合成被完全抑制，蔗糖含量顯著上升，天然橡膠積累量是原野生型的兩倍以上，且與蔗糖水平呈正相關(guān)。研究成果表明抑制橡膠草菊糖合成可促使碳流重新分配至天然橡膠的合成路徑，同時(shí)凸顯蔗糖作為碳源和信號分子的雙重功能。該研究不僅為橡膠草高產(chǎn)育種提供了新的思路和技術(shù)支撐，也為橡膠草產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。

純合突變體1-sst1-fft的根部天然橡膠積累顯著提高

純合突變體1-sst1-fft抑制菊糖合成促使碳流重新分配至天然橡膠的合成路徑

該研究結(jié)果以“Simultaneous Knockout of Tk1-SST and Tk1-FFT via CRISPR/Cas9 Enhances the Natural Rubber Accumulation in Taraxacum kok-saghyz”為題在《Plant Biotechnology Journal》上發(fā)表。中國熱科院橡膠所覃碧研究員、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)與三亞研究院聯(lián)合培養(yǎng)在讀博士生侯雪為論文共同第一作者，中國熱科院橡膠所覃碧、劉實(shí)忠研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2023YFA0914801）、國家自然科學(xué)基金（31970364）、海南省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（ZDYF2024XDNY213）、海南省自然科學(xué)基金（324RC533）等項(xiàng)目資助。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70329

責(zé)任編輯：天然橡膠處