近日，中國農業科學院農產品加工研究所糧油減損與真菌毒素防控創新團隊在擬輪枝鐮孢菌的基因編輯技術開發方面取得重要進展，相關研究成果以封面文章的形式發表在國際知名學術期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（中科院1區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研發計劃政府間國際合作項目（2022YFE0139500）和國家自然科學基金（32072377）等項目的支持。
玉米是我國第一大糧食作物，其儲運減損不僅關系到國家糧食安全，還直接影響農產品的有效供給。然而，玉米在成熟期容易受到擬輪枝鐮孢菌（Fusarium verticillioides）的侵染，導致玉米穗腐病的發生，嚴重影響玉米的產量和品質。更令人擔憂的是，該菌產生的真菌毒素會在玉米的收獲、儲運和加工等多個環節中不斷累積，并通過食物鏈逐級傳遞，最終對人類健康構成嚴重威脅。
現有研究已證實，真菌毒素等次生代謝產物的合成由基因簇內的多個基因共同控制。然而，以往的研究只能逐個敲除單個基因來確定其合成途徑，費時耗力，效率低下。針對這一難題，團隊科研人員在擬輪枝鐮孢菌中成功建立了CRISPR/Cas9介導的基因編輯體系。利用該系統，研究人員成功敲除了長達38 Kb的伏馬菌素合成基因簇，獲得了不產生伏馬菌素的擬輪枝鐮孢菌突變體菌株，同時該菌株能夠顯著抑制野生型毒性菌株侵染玉米后產生伏馬菌素的能力。
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支撐。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c01914
日期：2024-07-01
玉米是我國第一大糧食作物，其儲運減損不僅關系到國家糧食安全，還直接影響農產品的有效供給。然而，玉米在成熟期容易受到擬輪枝鐮孢菌（Fusarium verticillioides）的侵染，導致玉米穗腐病的發生，嚴重影響玉米的產量和品質。更令人擔憂的是，該菌產生的真菌毒素會在玉米的收獲、儲運和加工等多個環節中不斷累積，并通過食物鏈逐級傳遞，最終對人類健康構成嚴重威脅。
現有研究已證實，真菌毒素等次生代謝產物的合成由基因簇內的多個基因共同控制。然而，以往的研究只能逐個敲除單個基因來確定其合成途徑，費時耗力，效率低下。針對這一難題，團隊科研人員在擬輪枝鐮孢菌中成功建立了CRISPR/Cas9介導的基因編輯體系。利用該系統，研究人員成功敲除了長達38 Kb的伏馬菌素合成基因簇，獲得了不產生伏馬菌素的擬輪枝鐮孢菌突變體菌株，同時該菌株能夠顯著抑制野生型毒性菌株侵染玉米后產生伏馬菌素的能力。
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支撐。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c01914
日期：2024-07-01
