近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所科研團(tuán)隊(duì)利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)定點(diǎn)敲除大豆開花調(diào)控關(guān)鍵基因GmFT2a，成功創(chuàng)制出無外源基因、可穩(wěn)定遺傳的大豆晚花突變體材料。該研究是利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)實(shí)現(xiàn)大豆重要農(nóng)藝性狀遺傳改良的首例報(bào)道，為進(jìn)一步闡明大豆光周期開花途徑的分子機(jī)制和大豆基因組編輯技術(shù)的育種應(yīng)用提供了成功范例。成果已發(fā)表在《植物生物技術(shù)雜志（Plant Biotechnology Journal）》上。

 

　　

 

　　開花是植物由營養(yǎng)生長階段轉(zhuǎn)向生殖生長階段的重要標(biāo)志，是植物發(fā)育過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。GmFT2a是大豆開花調(diào)控途徑中非常關(guān)鍵的整合因子，能夠促進(jìn)開花和成花相關(guān)基因的表達(dá)。該研究組利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)定點(diǎn)敲除GmFT2a，獲得的純合突變體在北京夏季自然條件和長日照（16小時(shí)光照/8小時(shí)黑暗）、短日照（12小時(shí)光照/12小時(shí)黑暗）條件下均表現(xiàn)出明顯的晚花表型。研究發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas9在GmFT2a的三個(gè)靶點(diǎn)處均可進(jìn)行基因組編輯，介導(dǎo)的移碼突變產(chǎn)生了提前終止密碼子（premature termination codon，PTC），提前終止密碼子介導(dǎo)的mRNA降解（nonsense-mediated decay，NMD）機(jī)制使GmFT2a的轉(zhuǎn)錄水平大幅降低，并終止了相關(guān)蛋白的翻譯。研究中篩選獲得了“無外源基因”的GmFT2a定點(diǎn)敲除晚花突變體，這類突變體不含有轉(zhuǎn)基因元件、遺傳穩(wěn)定、表型顯著。

 

　　該研究得到了轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。博士生蔡宇鵬、陳莉助理研究員為論文的共同第一作者，侯文勝研究員為論文通訊作者。（通訊員 衛(wèi)斐）

 

　　論文全文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.12758/full