CRISPR/Cas9介导的BFT基因精准编辑打破植物休眠且不产生早花表型，提高猕猴桃在不同气候条件下的广适性！

近日，新西兰植物与食品研究院Erika Varkonyi-Gasic团队在Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“CRISPR-Cas9-mediated mutagenesis of kiwifruit BFT genes results in an evergrowing but not early flowering phenotype”的研究论文。该文章介绍了编辑AcBFT2可以减少植物休眠，而不会对开花产生不利影响，为生产更适合气候变化的品种提供了可能。

温带树木和藤蔓植物通常在秋季经历短时间的白天诱导停止生长和落叶，然后是休眠期，即冬季的芽保护期，在此期间不会出现可见的生长，直到长时间暴露在寒冷中重新激活生长能力。有足够的冬季寒冷期来打破休眠是决定春季芽萌发、开花和坐果程度的关键环境因素。因此，由于冬季低温不足，冬季温暖的种植区和持续的全球变暖可能会阻碍温带水果的生产力。冬季温度升高已成为猕猴桃种植其最紧迫的气候风险。在本研究中，作者发现BFT调节猕猴桃芽休眠，增加了对休眠控制基础的了解。作者在之前的RNAseq数据中发现，AcBFT2转录物在茎和芽中积累，在腋芽中显示出最高水平，且在长期暴露于寒冷的腋芽中的表达迅速增加。为了进一步研究AcBFT2的组织特异性表达，作者将AcBFT2翻译起始位点上游2.5kb片段与报告基因（GUS）融合载体转入拟南芥，GUS表达仅限于维管组织和芽。

为了进一步研究AcBFT基因，特别是AcBFT2的作用，作者进行了CRISPR-Cas9介导的基因编辑。每年秋季叶片衰老后，相对于对照，在AcBFT2中进行双等位编辑的Acbft系中，生长停止和衰老的情况要少得多。虽然一些芽似乎处于休眠状态，但叶片大多为绿色的芽、和从远端芽出现的零星芽，产生了常生长表型。即Acbft突变系的延迟休眠和早期萌芽导致了一个常生长的表型（图2）。

Acbft基因编辑系的总体外观表明分枝增加，观察到的腋芽比对照多。作者为了进一步研究对开花是否有影响，还对快速开花的猕猴桃cen4突变体进行了AcBFT2基因的编辑。首先，在双突变体系中，观察到茎上腋生花的数量略有减少，然而，早期开花cen4背景中Acbft2的突变对开花时间没有影响。花的形态没有受到影响，授粉可使得可育果实的发育。

作者为了进一步研究AcBFT作用的分子机制，对从AcBFT和对照系在两个时间点下收集的芽进行RNA-seq分析。Acbft常生长植物和积极生长的野生型植物的转录组更类似，而和休眠对照差异较大。

综上所述，作者的研究表明，AcBFT2两个等位基因的突变均未促进野生型开花，也不影响快速开花转基因猕猴桃的开花时间、形态和生育力。总之，编辑AcBFT2有可能减少植物休眠，而不会对开花产生不利影响，从而产生更适合气候变化的品种。

原文链接：https://doi.org/10.1111/pbi.13888

转自：植物科学最前沿

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