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利用 CRISPR/Cas9 操纵与小麦氮利用效率相关的 ARE1 直系同源物来提高产量潜力
细胞分裂素反应1阻遏物1 (are1) 突变体表现出 NUE 增加、衰老延迟，从而增加了谷物产量。然而，ARE1 直系同源物在小麦中的作用仍然未知。在这里，我们从中国优良冬小麦品种郑麦 7698 中分离并鉴定了三个 TaARE1 同源物。然后我们利用 CRISPR/Cas9 介导的靶向诱变技术生成了一系列带有部分或三重无效 taare1 等位基因的无转基因突变系。所有无转基因突变系都表现出增强的对氮饥饿的耐受性，并且在田间条件下表现出衰老延迟和谷物产量增加。特别是，与野生型对照相比，AABBdd 和 aabbDD 突变系表现出衰老延迟和谷物产量显著增加，而没有生长缺陷。总之，我们的研究结果强调了通过基因编辑操纵 ARE1 直系同源物以培育高产小麦以及提高 NUE 的其他谷物作物的潜力。
2021 年年度报告
在植物功能基因组学领域，褚成才研究组对多种水稻地方品种的NUE相关性状进行了评估，并通过GWAS鉴定了OsTCP19启动子中与分蘖对氮的反应（TRN）相关的变异，表明OsTCP19在适应不同地理区域局部土壤条件下发挥的重要作用（Liu et al., Nature , 2021）。左建如研究组证明了Ghd7和ARE1的优良等位基因组合在低氮条件下提高了NUE和籽粒产量，定义了基于Ghd7–ARE1的氮利用调控机制，为水稻NUE的遗传改良提供了有用的靶点（Wang et al., Mol Plant , 2021）。王永红研究组与合作者描述了造成水稻GNP多样性的新型遗传变异，揭示了调控农学重要基因表达的潜在分子机制，并为通过操纵含有顺式调控元件的IR序列来提高水稻产量提供了一种有希望的策略（Wu et al., Mol Plant , 2021）。姚善国研究组与合作者揭示了LARGE2- APO1/APO2模块介导控制水稻穗大小和粒数的新型遗传和分子机制，表明该模块是改良作物穗大小和粒数的一个有希望的靶点（Huang et al., Plant Cell , 2021）。