近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所糧油減損與真菌毒素防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在擬輪枝鐮孢菌的基因編輯技術(shù)開發(fā)方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以封面文章的形式發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（中科院1區(qū)Top期刊，IF=6.1），加工所碩士研究生唐婷婷和丁藝為論文共同第一作者，郭維研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃政府間國際合作項(xiàng)目（2022YFE0139500）和國家自然科學(xué)基金（32072377）等項(xiàng)目的支持。

 

　　玉米是我國第一大糧食作物，其儲(chǔ)運(yùn)減損不僅關(guān)系到國家糧食安全，還直接影響農(nóng)產(chǎn)品的有效供給。然而，玉米在成熟期容易受到擬輪枝鐮孢菌（Fusarium verticillioides）的侵染，導(dǎo)致玉米穗腐病的發(fā)生，嚴(yán)重影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。更令人擔(dān)憂的是，該菌產(chǎn)生的真菌毒素會(huì)在玉米的收獲、儲(chǔ)運(yùn)和加工等多個(gè)環(huán)節(jié)中不斷累積，并通過食物鏈逐級(jí)傳遞，最終對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

 

　　現(xiàn)有研究已證實(shí)，真菌毒素等次生代謝產(chǎn)物的合成由基因簇內(nèi)的多個(gè)基因共同控制。然而，以往的研究只能逐個(gè)敲除單個(gè)基因來確定其合成途徑，費(fèi)時(shí)耗力，效率低下。針對(duì)這一難題，團(tuán)隊(duì)科研人員在擬輪枝鐮孢菌中成功建立了CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因編輯體系。利用該系統(tǒng)，研究人員成功敲除了長達(dá)38 Kb的伏馬菌素合成基因簇，獲得了不產(chǎn)生伏馬菌素的擬輪枝鐮孢菌突變體菌株，同時(shí)該菌株能夠顯著抑制野生型毒性菌株侵染玉米后產(chǎn)生伏馬菌素的能力。

 

　　這一研究成果為擬輪枝鐮孢菌的功能基因研究和真菌毒素控制提供了有力的技術(shù)支撐。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c01914