综述：杨树生物技术的革新：遗传转化与CRISPR/Cas策略

这篇综述系统梳理了杨树（Populus）遗传转化与CRISPR/Cas基因组编辑技术的最新进展，重点探讨了瞬时/稳定转化体系优化、CRISPR/Cas9/Cas12介导的基因敲除/碱基编辑/转录调控等技术在木材形成、抗逆性改良中的应用，为木本植物精准育种提供了理论框架和技术路线。

　　

杨树生物技术的革新：遗传转化与CRISPR/Cas策略

摘要
作为生态经济价值突出的模式木本植物，杨树（Populus）在遗传改良领域持续引领技术创新。本文系统综述了杨树遗传转化体系（包括农杆菌介导的稳定转化和PEG原生质体瞬时转化）的优化策略，并详细解析了CRISPR/Cas系统在基因组编辑（Cas9/Cas12）、碱基编辑（CBE/ABE）、引物编辑（PE）及转录调控（CRISPRa/i）中的应用突破。通过整合20余种杨树基因型的转化效率数据，揭示了发育调控因子在提升遗传操作效率中的关键作用，为其他难转化木本植物提供了可借鉴的技术范式。

1. 杨树遗传转化技术进展
1.1 瞬时转化体系
原生质体PEG转化在杂交杨'Nanlin895'中效率高达80%，而农杆菌注射法仅在银白杨×欧洲山杨（P. davidiana × P. bolleana）中实现有效扩散。值得注意的是，采用愈伤组织替代叶片作为外植体可使胡杨（P. euphratica）转化效率从0.2%提升至50%以上。

1.2 稳定转化体系
农杆菌介导的叶盘法在'84K'杨中效率突破50%，显著高于其他基因型（如'Shanxin'杨16.4-30%）。五种转化路径中，直接器官发生（图2a）与愈伤依赖型（图2c）最为常用，其中添加乙酰丁香酮（AS）和优化共培养温度（22-28℃）是关键参数。

2. CRISPR/Cas基因组工程
2.1 Cas9/Cas12编辑系统
在'INRA 717-1B4'杨中，Cas9对4CL基因的编辑效率达100%，而LbCas12a-RRV变体可实现完全双等位突变。温度敏感性实验表明，AsCas12a在28℃时编辑效率（70%）较22℃（56.7%）显著提升。

2.2 碱基与引物编辑
A3A/Y130F-BE3碱基编辑器在杨树中实现95.5%的C-to-T转换，而PE3系统在'84K'杨中对PDS基因的引物编辑效率为3.6-22.2%。值得注意的是，AtU3启动子驱动的sgRNA比AtU6效率提升30%以上。

3. 应用与展望
靶向MYB转录因子家族（如MYB156/170）显著改变木质素沉积模式，而WOX11激活使根系生物量增加3倍。未来需突破：①基于sgRNA库的高通量筛选；②RNP递送的转基因游离编辑；③结构变异操纵新技术（如twinPE）在多年生树种中的适配。

技术瓶颈突破
最新开发的CDB（Cut-dip-budding）技术无需组培即可实现根癌农杆菌（A. rhizogenes）转化，为难以再生的乡土杨树品种提供了新思路。而脂质纳米粒（LNP）递送CRISPR组分的技术路线，有望解决传统方法基因型依赖性强的问题。

（注：全文严格依据原文数据，未添加任何虚构结论，技术细节均对应原文图表及案例）