中国林科院“十三五”国家自然科学基金项目优秀成果汇编报道32

——落叶松干细胞发育关键MicroRNA功能分析及其TALEN定向突变体创制
林木遗传育种学：建立了落叶松干细胞转基因标准化平台，实现了落叶松干细胞高效转化体系的突破；开发了杨树抗旱性分子鉴定标记；发现马尾松松脂产量的提高有利于抑制松材线虫入侵，为松材线虫防御提供新思路；针对林木重要性状的形成基础开展研究，揭示了生长调节因子与KNOX基因在林木次生生长中的遗传调控机制、毛白杨PtoWRKY40介导的木质素生物合成新通路、旱柳微管结合蛋白与光形态调控因子结合调控微管延伸的分子机制、红豆杉中紫杉醇等萜类物质生物合成的调控机理等；系统解析了山杨的演化历史；发现蒙古栎在东亚北方寒温带阔叶林中存在多个冰期避难所；整合扩充鹅掌楸种质资源，培育了“金石”鹅掌楸新品种。这些成果为深入理解林木重要性状形成的遗传背景和发育机制，为林木的遗传改良及多样性保护和可持续利用提供了理论指导。
落叶松干细胞发育关键MicroRNA功能分析及其TALEN定向突变体创制
Function analysis of criticalMicroRNAsduring somatic embryo development and creating mutant by TALEN-mediated gene targeting in Larch
中国林科院林业所齐力旺研究员及其研究团队在国家自然科学基金重点项目（批准号：31330017）的资助下，获得成果如下：
落叶松干细胞高效转化体系的突破。通过筛选落叶松易转化细胞系，优化侵染方式和脱菌工艺，建立了农杆菌介导的落叶松干细胞转基因标准化平台，为落叶松基因工程育种提供了技术保障。关键microRNAs的调控机制及功能解析。miR156超表达显著提高落叶松成胚率，miR166a通过目标基因HD-ZIPⅢ间接调控IAA信号途径，影响落叶松体细胞胚发育及其萌发过程。miR396通过目标基因GRF影响体细胞胚子叶与根端发育。落叶松基因组定向修饰。开发了适用于落叶松等非模式植物的CRISPR-Cas9基因组编辑工具，实现了植物MicroRNA编码基因的高效敲除，为创制落叶松定向敲除突变体提供了有效的研究工具，为进一步开展落叶松MicroRNA功能研究提供了强有力的理论基础和技术支撑。
该研究首次实现并诠释microRNA在干细胞品种化繁育中的调控机制，为进一步研究造林树种优良性状形成的分子机理及新品种培育奠定基础。相关研究成果在Plant Cell, Tissue and Organ Culture、Tree Genetics & Genomes等期刊发表研究论文21篇，其中SCI论文17篇，ESI高被引论文2篇、ESI热点论文1篇；授权发明专利1项，申请发明专利5项。
中国林科院科技处 2021-03-12

关键词 自然科学基金  科技成果  科技创新  遗传育种  落叶松  干细胞  转基因  图片