木薯（玛尼霍特 Crantz)，也称为 yuca、manioc 和木薯粉，是全球 800 亿多人的主食。 这种含淀粉的块根作物是大约 40% 的非洲人的主要热量来源，并且由于其对干旱和边缘土壤的耐受性，是一种极好的粮食安全作物。 然而，一个主要的挑战是木薯中存在有毒的氰苷，必须通过耗时的收获后加工去除。 过量摄入释放的氰化物，再加上缺乏蛋白质的饮食，会产生许多影响，从微妙的认知问题到 konzo，一种以腿部突然和不可逆转的麻痹为特征的疾病。 这种严重的贫困病影响了数十万人。

我们正在努力降低木薯中有毒氰苷的含量 CRISPR-Cas9 编辑。 我们正在申请 农杆菌介导的传递，这已经在特定的木薯品种中得到证明。 与此同时，我们正在开发和应用无转基因 CRISPR-Cas9 传递方法，这将消除长期存在的监管障碍。 重要的是，小农根据口味和产量等所需特性种植各种木薯品种。 虽然将传统育种的缓慢方法应用于如此多样化的栽培品种是不切实际的， 基因组编辑 原则上可以直接应用于任何木薯品种——而不会影响其他偏好的性状。

我们正在单独或联合淘汰 基因 CYP79D1 和 CYP79D2，催化木薯中主要氰的合成。 这些基因的敲除使我们能够解决悬而未决的问题，包括干旱胁迫植物上调叶和根中氰生成的机制，以及氰与根之间的关系。 蛋白质合成is. 我们正在评估影响 CYP79D 通过检查氰水平和编辑过的植物（包括它们的块根）的生长来敲除。 我们还将使用 RNAseq 分析编辑植物的转录组，以检测基因调控网络的扰动。

将无转基因 CRISPR-Cas9 编辑方法应用于木薯将成为精准育种广泛应用于农民首选品种的里程碑。 我们的目标是 (1) 开发这些方法，以及 (2) 表明它们可用于修改和研究这一重要粮食安全作物的关键性状，即氰苷生产。

bioRxiv 预印本： CRISPR-Cas9 介导的木薯 CYP79D1 和 CYP79D2 敲除减弱了有毒氰的产生

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