近日，中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究中心、大豆育種技術(shù)創(chuàng)新與新品種選育創(chuàng)新團(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和GmFT5a，創(chuàng)制出更適合低緯度地區(qū)種植的突變體材料。
據(jù)介紹，大豆對(duì)光周期反應(yīng)敏感，絕大多數(shù)品種只有在日照長度縮短到一定限度后，才能從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)入生殖生長，進(jìn)而開花結(jié)莢。大豆的這種光周期反應(yīng)特性，造成大豆品種北移種植時(shí)，因生長季節(jié)日照加長，往往表現(xiàn)為晚花晚熟、生長期延長，甚至不能開花或正常成熟；南移種植時(shí)，則因生長季節(jié)日照縮短，一般表現(xiàn)為過早開花、生長期縮短，產(chǎn)量降低甚至不能正常生長。已有研究表明，GmFT2a和GmFT5a基因是大豆的重要開花促進(jìn)因子。
該研究通過構(gòu)建GmFT2a和GmFT5a基因的過表達(dá)植株，并利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)對(duì)GmFT2a和GmFT5a進(jìn)行定點(diǎn)敲除，結(jié)合雜交手段，創(chuàng)制出單基因和雙基因突變體材料。該研究表明，GmFT5a基因是主要的開花促進(jìn)基因，是使大豆能夠適應(yīng)長日照環(huán)境的關(guān)鍵基因。
研究還發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)制的雙基因突變體在短日照條件下平均57.4天開花，比野生型晚花約31.3天，株高和節(jié)數(shù)較野生型顯著提高，單株莢數(shù)和粒數(shù)也顯著增加，這為適合低緯度地區(qū)種植的大豆品種改良提供了新的基礎(chǔ)材料。
