部分敲除一个基因，番茄坐果率提高37%，产量提高60%！

为了确保确保粮食安全，提高农作物的最大生产量具有重要意义。为了解决这个问题，众多学者试图通过有效分配植物源和库同化物分配来提高生产率。然而，植物的维管束系统，特别是韧皮部的发育与作物产量之间的直接关系还没有很好地确定。

近日，国际杂志Plant Biotechnology Journal发表了韩国浦项科技大学生物技术中心Ildoo Hwang等人题为“ULGI-mediated increment in phloem transport capacity relates to fruit yield in tomato”研究论文。作者通过最优的调控SIJUL基因表达来提高韧皮部运输能力可以提高番茄的库强度。

通过同源比对发现番茄中与拟南芥直系同源基因锌指蛋白（SlJUL），负向调控韧皮部发育。在番茄中SIJUL是韧皮部发育的负调控因子，抑制韧皮部发育的正调控因子SlSMXL5的翻译，进而影响韧皮部发育和果实产量（图1）。采用了两种不同的方法来沉默SlJUL的表达: VIGS介导的SlJUL瞬时敲低验证其在韧皮部发育和运输中的功能，CRISPR/Cas9沉默SlJUL的表达。部分敲除 SlJUL不会影响番茄生长发育，但可以增强韧皮部发育和运输能力，显著增加番茄的坐果率和含糖量；完全丧失功能 sujul 导致严重的生长迟缓。抑制SlJUL可增加番茄韧皮部细胞数量和蔗糖运输，但只有在SlJUL功能最优时才能显著增强番茄的库强，使坐果率提高37%，产量提高60%（图2）。这些结果表明，将JUL最优表达时可以提高韧皮部运输能力，进而增强同化物积累促进产量增加。

因此，在未来研究中有必要开发一种优化的SlJUL表达调控系统，使用CRISPR-Cas9进行启动子编辑或组织或器官特异性启动子在时空上驱动JUL基因的表达，增加产量，而不会对植物生长造成任何多效性表型影响。然而，对SlJUL表达调控及在不同程度上控制韧皮部细胞群体的活性与作物产量之间的相关性仍缺乏明确的认识，应成为未来研究的主题。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13831

转自：“iPlants”微信公众号

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