中国农业科学院建立拟轮枝镰孢菌基因编辑技术体系，助力真菌毒素污染防控

展源 2024-07-08

中国农业科学院农产品加工研究所粮油减损与真菌毒素防控创新团队建立拟轮枝镰孢菌基因编辑技术体系，助力真菌毒素污染防控

Journal of Agricultural and Food Chemistry

●近日，中国农业科学院农产品加工研究所粮油减损与真菌毒素防控创新团队在拟轮枝镰孢菌的基因编辑技术开发方面取得重要进展，相关研究成果以封面文章的形式发表在国际知名学术期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（中科院1区Top期刊，IF=6.1），加工所硕士研究生唐婷婷和丁艺为论文共同第一作者，郭维研究员为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划政府间国际合作项目（2022YFE0139500）和国家自然科学基金（32072377）等项目的支持。

玉米是我国第一大粮食作物，其储运减损不仅关系到国家粮食安全，还直接影响农产品的有效供给。然而，玉米在成熟期容易受到拟轮枝镰孢菌（Fusarium verticillioides）的侵染，导致玉米穗腐病的发生，严重影响玉米的产量和品质。更令人担忧的是，该菌产生的真菌毒素会在玉米的收获、储运和加工等多个环节中不断累积，并通过食物链逐级传递，最终对人类健康构成严重威胁。

现有研究已证实，真菌毒素等次生代谢产物的合成由基因簇内的多个基因共同控制。然而，以往的研究只能逐个敲除单个基因来确定其合成途径，费时耗力，效率低下。针对这一难题，团队科研人员在拟轮枝镰孢菌中成功建立了CRISPR/Cas9介导的基因编辑体系。利用该系统，研究人员成功敲除了长达38 Kb的伏马菌素合成基因簇，获得了不产生伏马菌素的拟轮枝镰孢菌突变体菌株，同时该菌株能够显著抑制野生型毒性菌株侵染玉米后产生伏马菌素的能力。

这一研究成果为拟轮枝镰孢菌的功能基因研究和真菌毒素控制提供了有力的技术支撑。