红麻基因组编辑技术取得新进展

近日，中国农业科学院麻类研究所种质资源团队与福建农林大学合作，在红麻基因组编辑技术领域取得重要突破。研究团队首次从红麻基因组中克隆并鉴定出高活性内源U6启动子HcU6-14P，基于该启动子构建的CRISPR/Cas9基因编辑系统在红麻毛状根中实现了对靶基因的精准定点编辑，编辑效率显著优于外源异源启动子。相关研究成果发表在《BMC植物生物学（BMC Plant Biology）》上。

红麻是经济价值突出的韧皮纤维作物，纤维柔韧、抗拉、吸湿性能优异，广泛用于纺织、复合及生物基材料生产，是我国麻类产业核心作物。CRISPR/Cas9是作物定向改良核心技术，U6启动子负责驱动sgRNA转录，活性直接决定编辑效果；物种内源U6启动子适配性、转录活性更强，但红麻内源U6启动子此前一直未被解析，制约了高效编辑体系构建。

研究人员参照拟南芥AtU6-26保守序列，筛选克隆4个红麻内源U6候选启动子，序列检测证实均含U6启动子标志性TATA盒、USE核心元件。通过烟草瞬时表达、红麻毛状根转化结合GUS染色与荧光定量检测，筛选出活性最优的HcU6-14P，其转录强度达常用CaMV35S启动子的1.25倍。团队选取除草剂靶标基因HcALS开展编辑对比：分别用HcU6-14P、棉花外源GbU6-9P构建编辑载体，经发根农杆菌转化红麻毛状根。结果显示，内源启动子载体定点突变效率达28.5%，存在碱基缺失、替换两类突变；外源启动子载体未检出靶位点突变，印证内源启动子更适配红麻。

该研究明确了HcU6-14P的应用价值，建立红麻高效CRISPR/Cas9编辑平台，为红麻基因功能解析、抗除草剂新品种培育、纤维品质定向改良提供关键技术支撑。

该研究得到国家自然科学基金、国家现代农业产业技术体系等项目资助。

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1186/s12870-026-09228-9