中国科学院遗传与发育生物学研究所陆乔团队在《生物工程学报》发表论文《甘蔗基因组编辑与抗倒伏研究进展》。该研究聚焦甘蔗这一提供我国约90%糖料和40%生物乙醇的重要经济作物，针对其基因组庞大、遗传背景复杂导致传统育种效率低下的问题，系统综述了基因组编辑技术在甘蔗遗传改良中的应用，重点探讨了该技术在抗倒伏育种中的前景，为甘蔗精准育种提供了关键参考。
甘蔗倒伏会导致产量减少5%-20%、含糖量降低约10%，严重影响生产效益。传统育种因甘蔗多倍体特性和开花结实困难等问题，难以快速培育抗倒伏品种。基因组编辑技术的出现打破了这一瓶颈，从早期的ZFNs、TALENs技术，到如今广泛应用的CRISPR/Cas系统及其衍生的碱基编辑、引导编辑技术，实现了对目的基因的精准高效修饰。
研究指出，CRISPR/Cas9系统因编辑效率高，成为甘蔗基因组编辑的首选工具。目前，该技术已成功应用于甘蔗木质素含量调控、除草剂抗性培育、单倍体诱导等方面。例如，通过编辑COMT基因可降低甘蔗木质素含量，编辑LG1基因能优化株型并增加生物量。
在抗倒伏育种方面，团队明确了多个关键靶点基因。木质素合成途径中的PAL、4CL、CAD等基因，纤维素合成相关的CesA家族基因，以及MYB、LIM等转录因子，均与甘蔗茎秆强度和根系锚固能力密切相关。通过过表达这些正向调控基因或敲除负调控基因，可显著提升甘蔗抗倒伏能力。
随着甘蔗基因组破译工作的不断推进，尤其是“中蔗1号”“新台糖22号”等品种染色体水平基因组的成功解析，为精准靶点筛选提供了坚实基础。未来，碱基编辑、引导编辑等精准技术的进一步应用，将加速抗倒伏甘蔗新材料的创制，推动甘蔗产业高质量发展。
