我國科學家研育出基因編輯高產小麥_風聞

中國農業科學院作物科學研究所作物轉基因及基因編輯技術與應用創新團隊，利用CRISPR/Cas9基因編輯技術，定點敲除小麥品種鄭麥7698中的TaARE1基因，獲得了具有高產和氮高效利用潛力的小麥新種質，為培育資源高效利用小麥品種提供了新途徑，對於減少氮肥施用量，增加小麥產量，確保糧食安全和農業可持續發展具有重要意義。

此前，利用基因編輯技術編輯氮素同化相關基因，提高小麥氮素利用效率的研究還未見報道。

（農業部官方網站）

近日，中國農業科學院作物科學研究所創新團隊利用CRISPR/Cas9基因編輯技術，定點敲除小麥品種“鄭麥7698”中的  TaARE1  基因，獲得了具有高產和氮高效利用潛力的小麥新種質，為培育資源高效利用小麥品種提供了新途徑，對於減少氮肥施用量，增加小麥產量，確保糧食安全和農業可持續發展具有重要意義。相關研究成果發表在《植物學報（Journal of Integrative Plant Biology）》上。

據夏蘭琴研究員介紹，農業實踐中主要依靠大量施用氮肥提高小麥產量，滿足人類不斷增長的糧食需求。小麥“綠色革命”後，耐高肥和抗倒伏的半矮稈品種的廣泛種植雖然大幅度提高了小麥產量，但長期過度使用氮肥不僅提高了種植成本，也產生了環境污染和生態惡化等負面影響。目前普遍存在品種氮素利用效率低的問題，大多數小麥品種對氮肥的利用效率不足40%。因此，提高氮素利用效率對小麥生產可持續發展至關重要。

目前，利用基因編輯技術編輯氮素同化相關基因，提高小麥氮素利用效率的研究還未見報道。該研究從冬小麥品種“鄭麥7698”中分離鑑定出水稻 ARE1 同源基因。 ARE1 是一個重要的氮素同化途徑的負調控因子。水稻中 ARE1 的功能缺失型突變體可以延緩植株衰老並可在氮素有限的條件下提高水稻產量。進一步通過CRISPR/Cas9技術靶向編輯 TaARE1 基因，經過後代分離，成功獲得了系列無轉基因小麥 taare1 突變體。在缺氮和不同供氮條件下的水培試驗中，不同突變株系的根皮層細胞體積顯著增大，細胞數量增加。研究還發現，與野生型對照相比，在氮飢餓條件下，不同的突變株系中參與氮素吸收、運輸和同化的關鍵基因均被不同程度的誘導。田間試驗結果表明，在同等種植條件下，與野生型對照相比，所有突變體的植株衰老明顯延緩，粒長和千粒重均有明顯增加。

該研究得到了中國農科院農科英才“領軍人才”特支計劃等項目的資助。(通訊員 衞斐)

論文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13151

來源：中國農業科學院作物科學研究所）