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为解决油菜密植栽培、机械收割及抗倒伏问题,研究人员利用 CRISPR/Cas9 系统对油菜 ER 家族基因(BnaER、BnaERL1、BnaERL2)进行编辑。发现 BnaA09.er/BnaC08.er 突变体株型紧凑矮化,分枝及角果数显著增加,为油菜理想株型育种提供了种质资源。
在油菜(Brassica napus)中,半矮秆紧凑株型品种可通过实现高密度种植、机械收割并增强抗倒伏能力来提高单位面积产量。ERECTA(ER)基因编码一种类受体蛋白激酶,其突变可在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中产生紧凑直立的株型,但 ER 家族(ERf)成员在油菜中的功能尚未见报道。本研究利用 CRISPR/Cas9 系统分别对油菜 ERf 家族成员 BnaER 和 ER-Like 1(BnaERL1)的两个同源基因,以及单个 BnaERL2 基因进行编辑,获得纯合突变体 BnaA09.er/BnaC08.er、BnaA06.erl1/BnaC03.erl1 和 BnaA10.erl2。在温室条件下,BnaA09.er/BnaC08.er 植株较野生型更矮,花序紧凑且角果较短;此外,该突变体的分枝数和总角果数显著多于野生型,而每角果胚珠数和千粒重无显著变化。在田间条件下,BnaA09.er/BnaC08.er 突变体表现出与温室条件下相似的表型,但千粒重明显下降。这些结果表明,BnaA09.er/BnaC08.er 突变体为油菜理想株型育种提供了宝贵的种质资源。