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中国农业科学院农产品加工研究所郭维课题组开发出拟轮枝镰孢菌基因编辑技术,助力真菌毒素污染防控

2026-10-17 04:22:25

玉米是我国第一大作物，不仅是重要的粮食和饲料，更是关键的工业原料。玉米安全不仅关系到国家粮食安全，更是农产品有效供给的重要基础。然而，在玉米的成熟期，由拟轮枝镰孢菌（Fusarium verticillioides）引起的玉米穗腐病却是挥之不去的梦魇；不仅导致玉米产量和品质下降，还会产生真菌毒素在玉米的收获、贮藏、运输和加工过程中继续为害，进而通过食物链传递对人类和动物健康构成巨大威胁。

前期研究表明，真菌毒素等次生代谢产物的合成由基因簇内的多个基因共同控制。然而，以往的研究只能逐个敲除单基因来确定其合成途径，耗时耗力，效率低下。针对这一难题，中国农业科学院农产品加工研究所郭维课题组成功在拟轮枝镰孢菌中建立了CRISPR/Cas9介导的基因编辑体系。这一系统不仅能够实现单基因的敲除，还能进行基因组大片段的删除。利用该系统，研究人员成功敲除了长达38 Kb的控制伏马菌素合成的基因簇，获得了不能产生伏马菌素的拟轮枝镰孢菌突变体菌株。更为重要的是，这些突变体菌株可以显著降低野生型毒性菌株在玉米上产生伏马菌素的能力；为拟轮枝镰孢菌的功能基因研究和真菌毒素控制提供了强有力的技术体系和策略。

2024年5月26日相关研究成果以封面文章的形式发表在国际知名学术期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（中科院1区Top期刊），

中国农业科学院农产品加工研究所已毕业硕士研究生唐婷婷和丁艺为论文共同第一作者，郭维研究员为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划政府间国际合作项目（2022YFE0139500）和国家自然科学基金（32072377）等项目的支持。