靶向SAM的CRISPR-Cas9 RNP递送结合叶片再生实现‘富士’苹果无DNA、非嵌合体基因组编辑

无DNA基因组编辑是园艺作物和果树遗传改良的一种有前景的策略，因为它能够在不进行稳定遗传转化的情况下实现靶向诱变。体内粒子轰击法（in planta particle bombardment, iPB）将CRISPR-Cas9核糖核蛋白复合物（RNPs）直接递送至茎尖分生组织（SAM），从而无需依赖基于组织培养的转化体系即可实现可遗传的基因组编辑（Imai等，2020；Kumagai等，2022）。由于SAM中含有能够分化为生殖细胞的表皮下层（L2）细胞，若Cas9 RNPs成功递送至这些细胞中，便可产生可遗传的突变（Kumagai等，2022）。然而，iPB介导编辑的一个主要局限性是嵌合现象。尽管在一年生作物中可通过遗传分离消除嵌合体，但该策略在果树中并不适用，因为有性生殖会破坏优良栽培品种高度杂合的遗传背景。因此，需要建立能够在保持品种特性的同时消除嵌合现象的方法。本文将iPB介导的RNP递送与叶组织再生相结合（iPB-REG），从而在优良苹果品种‘富士’中实现了无嵌合编辑植株的高效获得。

无DNA基因组编辑是园艺作物和果树遗传改良的一种有前景的策略，因为它能够在不进行稳定遗传转化的情况下实现靶向诱变。植株体内粒子轰击（in planta particle bombardment, iPB）可将CRISPR-Cas9核糖核蛋白复合物（RNPs）直接递送至茎尖分生组织（SAMs），从而无需依赖基于组织培养的转化体系即可实现可遗传的基因组编辑（Imai等，2020；Kumagai等，2022）。由于SAM含有可分化为生殖细胞的表皮下层（L2）细胞，若Cas9 RNPs成功递送至这些细胞中，即可产生可遗传突变（Kumagai等，2022）。然而，iPB介导编辑的一个主要局限性是嵌合现象。尽管在一年生作物中可通过遗传分离消除嵌合现象，但在果树中该策略并不可行，因为有性生殖会破坏优良栽培品种高度杂合的遗传背景。因此，需要建立能够在保持品种遗传同一性的同时消除嵌合现象的方法。在本研究中，将iPB介导的RNP递送与叶片组织再生相结合（iPB-REG），从而在优良苹果品种‘富士’中实现了无嵌合编辑植株的高效获得。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.09.742435v1?rss=1

🏷️ CRISPR-Cas9 无DNA基因组编辑 苹果 茎尖分生组织 叶片再生 非嵌合体