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首页 > 过刊浏览>2026年第27卷第2期 >254-263. DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.20250902001 优先出版
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CRISPR/Cas9基因编辑技术改良小麦重要性状的研究进展与应用
DOI:
10.13430/j.cnki.jpgr.20250902001
CSTR:
作者:
作者单位:

河南科技学院农学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室/河南省作物基因组编辑工程技术研究中心,新乡 453000

作者简介:

研究方向为小麦茎基腐病抗性基因的挖掘和功能验证,E-mail: lvguoguo@hist.edu.cn

通讯作者:

胡海燕,研究方向小麦茎基腐病抗性基因挖掘及抗病种质创制,E-mail: haiyanhuhhy@126.com

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金 (32171995,32501986);中国博士后科学基金(2024M750748);河南省科技攻关(252102111116)


Research Progress and Applications of CRISPR/Cas9-Mediated Genome Editing in Improving Important Traits in Wheat
Author:
Affiliation:

School of Agriculture, Henan Institute of Science and Technology/State Key Laboratory of High-Efficiency Production of Wheat-Maize Double Cropping/Henan Engineering Research Center of Crop Genome Editing, Xinxiang 453000

Fund Project:

Foundation projects: National Natural Science Foundation of China (32171995,32501986); China Postdoctoral Science Foundation (2024M750748); Henan Provincial Science and Technology Research Project(252102111116)

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    摘要:

    小麦(Triticum aestivum L.)是世界上最重要的粮食作物之一,在保障全球粮食安全和农业可持续发展中发挥着不可替代的作用。随着人口的持续增长和气候变化的加剧,小麦产量和品质提升的需求日益迫切。近年来,CRISPR/Cas9基因编辑技术因操作简便、靶向性强和编辑效率高,被广泛应用于水稻、玉米等主要作物的功能基因研究和性状改良并取得了显著进展。然而,小麦基因组为多倍体,结构复杂,且遗传转化效率相对较低,这些因素使得CRISPR/Cas9技术在小麦中的应用仍面临诸多挑战。针对这一现状,本文系统综述了CRISPR/Cas9的发现过程与作用原理,归纳了其能够引发的4种主要变异的类型,包括短片段插入、短片段缺失、单碱基突变和大片段插入,并进一步重点综述了该技术在小麦抗病、抗逆以及增产等性状改良中的最新研究进展。同时,结合当前CRISPR/Cas9技术在小麦中应用所面临的挑战,如编辑效率偏低、脱靶效应以及转化体系不完善等问题,提出了潜在的优化方向与解决方案。本文旨在为后续小麦分子育种研究提供理论依据和技术参考,以推动基因编辑技术在小麦中的高效应用。

    Abstract:

    Wheat (Triticum aestivum L.) is one of the most important food crops worldwide, essential for ensuring food security and sustainable agricultural development worldwide. With the continuous growth of the global population and the increasing impact of climate change, improving wheat yield and quality has become increasingly urgent. In recent years, CRISPR/Cas9 genome-editing technology has been widely applied to functional gene research and trait improvement in major crops such as rice and maize, achieving remarkable progress due to its simplicity, high targeting specificity, and editing efficiency. However, applying and advancing CRISPR/Cas9 technology in wheat remains challenging due to the polyploidy and structural complexity of its genome, coupled with its relatively low genetic transformation efficiency. In response to this situation, this review systematically summarizes the discovery and underlying mechanisms of CRISPR/Cas9 system, outlines the four main types of edits it can induce-including short fragment insertions, fragment deletions, base substitutions and large fragment insertions, and further highlights recent advances in applying this technology to improve disease resistance, stress tolerance, and yield related traits in wheat. Additionally, considering the current challenges in wheat CRISPR/Cas9 applications, such as limited editing efficiency, off-target effects, and imperfect transformation systems, potential optimization strategies and actionable solutions are proposed in this review. Overall, this review aims to provide a theoretical foundation and technical reference for future molecular breeding research in wheat, thereby promoting the efficient application of genome-editing technologies in wheat.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

吕国国,刘峥,梁仪红,等.CRISPR/Cas9基因编辑技术改良小麦重要性状的研究进展与应用[J].植物遗传资源学报,2026,27(2):254-263.

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  • 收稿日期:2025-09-02
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  • 在线发布日期: 2026-02-04
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