昆明植物所在草地早熟禾分子育种中取得新进展
草地早熟禾（Poa pratensis L.）是全球冷季型草种中应用最广的多年生草本植物之一，兼具优质草坪草、高产牧草和生态修复草的三重功能，在城市绿化、运动场建植及高寒区草地生态恢复和人工草地建设中具重要的地位。我国草地早熟禾的育种仍处于传统选育阶段，国产的草地早熟禾种子远远低于市场需求，我国每年进口的草地早熟禾种子超过5000吨（总价值超过1亿元）。遗传转化等生物技术为引入外源基因、快速聚合优异性状并最终实现种质创新提供了新路径，其中CRISPR/Cas9基因编辑技术更被视为加速牧草分子设计育种和快速利用本土野生植物资源的核心。长期以来，草地早熟禾缺乏高效稳定的遗传转化体系，这一技术瓶颈严重制约了基因功能解析与优异新种质创制进程。
近日，中国科学院昆明植物研究所青藏高原植物进化与适应专题组联合青海大学青海省畜牧兽医科学院团队，以采自青海达日县海拔4081 m的野生草地早熟禾为材料，系统建立了农杆菌介导的高效遗传转化与植株再生体系，成功在该物种中实现CRISPR/Cas9精准基因编辑。研究团队以调控分蘖发育的PpTCP4基因为靶点，获得了多分蘖、宽叶片、高生物量的基因编辑株系，并证实PpTCP4可直接结合D14启动子激活其表达，从而抑制分蘖发生。这一结果为深入解析禾本科植物分蘖调控网络提供了新线索，并为高原本土优质牧草定向育种提供了核心技术。相关成果以CRISPR/Cas9-targeted mutagenesis of the PpTCP4 gene increased tiller number in Poa pratensis为题，发表于国际期刊Plant Physiology and Biochemistry，基因编辑体系获得国家知识产权局专利授权。
作者：孙旭东