中工網(wǎng)1月14日電（中工網(wǎng)記者 黃哲雯） 記者今天從中國農(nóng)業(yè)科學院獲悉，該院作物科學研究所作物轉(zhuǎn)基因及基因編輯技術與應用創(chuàng)新團隊鑒定了一個與小麥植株再生相關的基因TaWOX5，利用TaWOX5基因克服了小麥遺傳轉(zhuǎn)化中的基因型依賴性難題。

1月13日，相關研究結(jié)果在線發(fā)表于《自然-植物（Nature Plants）》上。作科所王軻副研究員、已畢業(yè)博士生石磊和在站博士后梁小娜為論文共同第一作者，葉興國研究員、王軻副研究員和日本煙草公司Yuji Ishida博士為論文共同通訊作者。

據(jù)了解，遺傳轉(zhuǎn)化效率低和基因型依賴性是制約小麥轉(zhuǎn)基因研究與基因編輯研究及應用的主要障礙。近年來，雖然小麥遺傳轉(zhuǎn)化效率顯著提高，但僅適用于少數(shù)模式小麥基因型，還有許多小麥品種不適合進行轉(zhuǎn)基因和基因編輯。而利用再生基因能夠促進離體培養(yǎng)和轉(zhuǎn)化的小麥組織再生，提高轉(zhuǎn)化效率并拓展可轉(zhuǎn)化小麥品種的范圍，實現(xiàn)更多品種的轉(zhuǎn)化和遺傳改良。

該團隊歷經(jīng)13年研究，對多個可能與小麥再生植株相關的基因進行了克隆和功能鑒定，最后發(fā)現(xiàn)TaWOX5具有顯著提高小麥再生效率和轉(zhuǎn)化效率的作用。

利用TaWOX5基因顯著提高了不同小麥基因型再生效果比較

研究發(fā)現(xiàn)，表達TaWOX5基因不但顯著提高了Fielder和科農(nóng)199等模式小麥基因型的轉(zhuǎn)化效率，而且顯著提高了濟麥22、鄭麥7698、蘇麥3號和中國春等22個小麥推廣品種或重要種質(zhì)資源的轉(zhuǎn)化效率，尤其成功轉(zhuǎn)化了寧春4號、矮抗58、西農(nóng)979等頑拗型明星小麥品種，轉(zhuǎn)化效率提高了2-10倍。

進一步驗證發(fā)現(xiàn)，TaWOX5基因在波蘭小麥、栽培一粒小麥、黑麥、小黑麥、大麥和玉米等單子葉植物遺傳轉(zhuǎn)化中，均可使轉(zhuǎn)化效率顯著提高。

另外發(fā)現(xiàn)，TaWOX5對小麥愈傷組織分化和再生植株根系生長沒有副作用，其寬葉表型有利于轉(zhuǎn)基因植株識別以及無篩選標記轉(zhuǎn)基因植株和基因編輯植株的快速鑒定。

遺傳轉(zhuǎn)化過程中的基因型限制性問題普遍存在于各種作物，并已成為限制轉(zhuǎn)基因育種的最大瓶頸之一。中國科學院的種康和林鴻宣兩位院士對這項研究給予高度評價，稱其基本解決了小麥遺傳轉(zhuǎn)化中基因型限制問題，為小麥轉(zhuǎn)基因育種和基因編輯育種提供了強有力的技術支撐，并預測TaWOX5基因在小麥等植物基于轉(zhuǎn)基因和基因編輯技術進行的基因功能鑒定和新材料創(chuàng)制中具有廣泛應用前景。