随着CRISPR/Cas9基因编辑技术不断发展，使其在诸多物种的品种改良过程中具有充分的可行性和多功能性。由于林木基因组复杂、生长周期长、遗传转化效率低等特性，极大的限制了基因编辑技术在林木分子育种中的应用。白桦（Betula platyphylla Suk.）分布面积广，在阔叶树种中森林蓄积量居于首位，在全球生态系统建立和国民经济建设中发挥着重要的作用。
近日，Plant Biotechnology Journal在线发表了东北林业大学林木遗传育种全国重点实验室郑志民团队题为“Establishment of high-efficiency genome editing in white birch (Betula platyphylla Suk.)”的研究论文，该研究利用筛选到的优树DL-1品系作为遗传转化受体材料，以白桦PDS为靶基因，筛选白桦内源Pol III启动子，建立了白桦高效遗传转化体系和基因编辑体系。
研究人员对“白桦国家良种基地”的白桦良种进行单株再生效率的筛选，以白桦腋芽为外植体进行离体培养，通过比较腋芽萌动、愈伤组织诱导率及不定芽分化率等指标，比较不同优树单株间无性繁殖效率的差异，最后筛选到一株优良单株（命名为DL-1）的愈伤分化率为100%，在25天生长期时即可形成不定芽，且不定芽茎粗，茎杆呈绿色，叶片大且厚。以DL-1优树为受体材料，进行白桦高效遗传转化/基因编辑体系的建立，以八氢番茄红素脱氢酶（PDS）基因为靶基因，以拟南芥ATU6-26启动子和大豆中GmU6-5启动子对照，对16个白桦内源Pol III启动子进行了筛选和鉴定。通过比较不同启动子驱动sgRNA的载体的转基因效率、基因编辑效率、双等位突变效率。最终，筛选到白桦内源的U6-2，U6-6和7SL等启动子具有较高的基因编辑效率和双等位突变效率。该研究为白桦和其他林木基因功能研究和分子育种奠定了基础。
东北林业大学林学院林木遗传育种全国重点实验室2020级硕士研究生程大伟和在站博士后刘月影为该论文第一作者，郑志民教授为该论文通讯作者。该研究受到国家重点研发计划“林木良种高效基因编辑技术研究 (2021YFD2200102)”的资助支持。
