作科所利用基因组编辑技术创制大豆晚花突变体

近日，中国农业科学院作物科学研究所科研团队利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术定点敲除大豆开花调控关键基因GmFT2a，成功创制出无外源基因、可稳定遗传的大豆晚花突变体材料。该研究是利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术实现大豆重要农艺性状遗传改良的首例报道，为进一步阐明大豆光周期开花途径的分子机制和大豆基因组编辑技术的育种应用提供了成功范例。成果已发表在《植物生物技术杂志（Plant Biotechnology Journal）》上。

开花是植物由营养生长阶段转向生殖生长阶段的重要标志，是植物发育过程中的关键环节。GmFT2a是大豆开花调控途径中非常关键的整合因子，能够促进开花和成花相关基因的表达。该研究组利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术定点敲除GmFT2a，获得的纯合突变体在北京夏季自然条件和长日照（16小时光照/8小时黑暗）、短日照（12小时光照/12小时黑暗）条件下均表现出明显的晚花表型。研究发现CRISPR/Cas9在GmFT2a的三个靶点处均可进行基因组编辑，介导的移码突变产生了提前终止密码子（premature termination codon，PTC），提前终止密码子介导的mRNA降解（nonsense-mediated decay，NMD）机制使GmFT2a的转录水平大幅降低，并终止了相关蛋白的翻译。研究中筛选获得了“无外源基因”的GmFT2a定点敲除晚花突变体，这类突变体不含有转基因元件、遗传稳定、表型显著。

该研究得到了转基因生物新品种培育重大专项、国家自然科学基金和中国农业科学院科技创新工程等项目资助。博士生蔡宇鹏、陈莉助理研究员为论文的共同第一作者，侯文胜研究员为论文通讯作者。（通讯员 卫斐）