2019-04-15 23:30:01
CRISPR的小麦帮助农民控制杂草

中国农民正面临着与小麦密切相关的杂草山羊草(Aegilops tauschii)日益严重的问题。

目前,甲磺隆是中国唯一一种小麦注册的叶面施用除草剂,可以控制中国的节理型山羊草,但它经常会损害小麦。耐受咪唑啉酮(IMI)除草剂的非转基因小麦品种可以通过允许使用IMI来控制山羊草来解决这些问题。然而,IMI除草剂持续存在于土壤中并严重破坏数月甚至数年后种植的敏感作物。因此,数百万多种农民在抗击杂草的斗争中急需非农转基因作物,具有除草剂耐受性和低风险除草剂。

最近,一个由Profs领导的研究小组。中国科学院遗传与发育生物学研究所(中国科学院数据库)的高彩霞和李家阳与中国农业大学(中国农业大学)蒋林建副教授一起,利用基础编辑生成了几种耐除草剂的小麦种质资源。促进麦田杂草控制。

研究人员通过对商品小麦品种Kenong199的乙酰乳酸合成酶(ALS)和乙酰辅酶A羧化酶基因进行碱基编辑,生成了具有除草剂耐受性突变的小麦种质,这些突变赋予对磺酰脲类,咪唑啉酮类和芳氧基苯氧基丙酸酯类除草剂的耐受性。

小麦ALS P174密码子(TaALS-P174)的突变赋予对烟脲除草剂的耐受性,烟酰脲除草剂对随后种植的作物具有相对低的风险,表明在田间生产中具有很大的应用价值。

TaALS-P174和TaALS-G631位点的突变赋予对伊马替沙虫(一种IMI除草剂)的耐受性,是田间推荐率的三倍甚至五倍。研究人员还通过编辑TaACCase-A1992获得了喹禾灵耐受小麦。

此外,他们发现TaALS-P174的碱基编辑赋予小麦在MS生长培养基中对烟嘧磺隆除草剂具有足够的抗性以允许选择。当TaALS-P174编辑器与编辑器结合用于其他感兴趣的目标时,在烟嘧磺隆抗性植物中发生共编辑,并且生长培养基中的抗性选择使偶联靶标的频率增加数倍。由于TaALS-P174在植物物种中是保守的,因此可以容易地建立类似的可选择的共同编辑系统以促进其他植物物种的碱基编辑。

这篇题为“使用基础编辑生成除草剂耐受性性状和小麦新选择标记”的论文将于2019年4月15日在Nature Plants上在线发表。

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