中国科学院实现甘薯基因编辑突破，成功改良淀粉品质

中国科学院实现甘薯基因编辑突破，成功改良淀粉品质

中国科学院分子植物科学卓越创新中心张鹏研究组在《International Journal of Molecular Sciences》杂志上发表了一篇关于CRISPR/Cas9基因编辑技术的研究论文。该研究首次实现了六倍体甘薯中的定点编辑，获得了高直链和蜡质淀粉，为食品加工及工业应用提供了新型原材料，也为今后甘薯育种提供了新的思路和技术。

甘薯（学名：Ipomoea batatas），又称红薯、地瓜、山芋等，是一种重要的粮食和经济作物。其块根富含淀粉，是食品加工和工业应用的重要原料。然而，传统甘薯品种的淀粉品质存在一定的局限性，难以满足特定应用场景的需求。为了解决这一问题，中国科学院分子植物科学卓越创新中心张鹏研究组利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，成功改良了甘薯淀粉的品质。

CRISPR/Cas9基因编辑技术是一种革命性的基因组编辑工具，它能够精确地定位到基因组的特定位置，进行基因的敲除、插入或替换。这项技术在农业育种中的应用前景广阔，可以用于改良作物的抗病性、产量和品质等性状。然而，将CRISPR技术应用于多倍体作物（如六倍体甘薯）的基因编辑存在一定的技术挑战。六倍体作物具有多个染色体组，基因组结构复杂，这使得基因编辑的效率和精确度都面临较大的挑战。

研究团队通过优化基因编辑载体设计和转化方法，成功克服了六倍体甘薯基因编辑的技术难题。他们选择了控制淀粉合成途径的关键基因作为靶标，通过CRISPR/Cas9系统实现了对这些基因的定点编辑。经过基因编辑的甘薯植株表现出预期的表型：一部分植株产生了高直链淀粉，另一部分则产生了蜡质淀粉。

直链淀粉和支链淀粉是淀粉的两种主要组分，它们的比例和结构特性决定了淀粉的理化性质和应用特性。高直链淀粉具有较高的凝胶强度和透明度，适用于食品增稠剂、胶粘剂和生物降解材料等领域。而蜡质淀粉则具有较好的口感和消化特性，适合用于食品加工和特殊饮食需求。

这项研究的突破不仅为食品加工和工业应用提供了新型原材料，也为今后甘薯育种提供了新的思路和技术。通过基因编辑技术，育种专家可以更精确地改良作物性状，培育出具有特定功能的甘薯品种，以满足不同应用场景的需求。这项研究展示了CRISPR技术在农业育种中的巨大潜力，为未来作物改良开辟了新的途径。