近日，自治区农业科学院生物育种实验室作物分子育种创新团队李波联合华中农业大学洪山实验室金双侠教授团队在《The Crop Journal》（IF=5.6/中科院1区）期刊上发表题为“CRISPR/Cas genome editing in nonregenerative cotton using sexual hybridization”的研究论文。该研究无需依托体细胞再生即可实现精准基因编辑，拓宽了基因组编辑技术在棉花育种中的应用范围，为优质棉花品种培育提供了全新技术路径。

本研究采用再生能力强的Jin668为受体材料，通过CRISPR/LbCas12a（Cpf1）系统培育出无腺体棉株（阳性GhPGF基因编辑植株），将其作为雄性亲本，与海岛棉Hai-7124等多种难再生棉花品种杂交、连续回交，结合无腺体/少腺体表型筛选，最终通过自交分离获得无腺体纯合子，实现难再生海岛棉基因编辑。同时验证，CRISPR/LbCas12a系统在种间杂交后代中持续有效，各世代（含BC₁F₁、BC₂F₁、BC₃F₁）均能产生靶位点缺失型新型突变，未编辑的GbPGF基因可在子代中被持续编辑（图1）。

为评估GbPGF基因编辑的表型效应，该研究检测了F₁至BC₃F₁世代CRISPR/LbCas12a阳性植株的腺体分布，发现腺体表型随世代渐进减少，与编辑效率提升一致；同时回交育种推动农艺性状向轮回亲本Hai-7124渐进恢复，其叶形、棉铃颜色、纤维长度等关键性状均成功复原。BC₃F₁代叶片棉酚含量显著降低，且纤维上半部平均长度、马克隆值等品质性状与Hai-7124无显著差异，说明回交育种既保留了编辑后的无腺体性状，又能够恢复了轮回亲本的优良农艺性状（图2）。

自治区农业科学院生物育种实验室李波博士为论文共同第一作者，华中农业大学金双侠教授为论文通讯作者。该研究得到新疆维吾尔自治区重大科技项目、天山英才培养计划等项目的资助。