扬州大学王幼平课题组首创油菜“花不落”新种质

近日，扬州大学王幼平教授课题组在Plant Physiology在线发表了题为Generation of an oilseed rape mutant with non-abscising floral organs with CRISPR/Cas9 technology的研究论文。该研究利用基因编辑技术创制了花瓣不掉落的油菜新种质，不仅能够显著抑制油菜菌核病的发生率，而且可以延长油菜的观花期，有助于促进油菜作物经济和社会效益的“双提升”，对保障国家食用油安全、促进人民营养健康、推进乡村振兴具有重要意义。

种子是农业的“芯片”。课题组立足于油菜种质资源的自主创新，将确保“油瓶子多装中国油”。作为一种“可食地景”，油菜不仅是我国第一大油料作物，占国产食用植物油的50%以上，而且也是重要的蜜源植物，具有很好的观赏性。菌核病，俗称油菜的“癌症”，是油菜的第一大病害。它通常在油菜开花时期大面积爆发，掉落的花瓣加速了核盘菌的传播与繁殖。阻断或减轻核盘菌传播是解决油菜菌核病的有效手段之一。

拟南芥中的研究表明IDA（Inflorescence Deficient in Abscission）调控花器官的脱落。课题组通过转录组分析发现，拟南芥IDA基因在甘蓝型油菜中共有5个拷贝，其中仅有BnC06.IDA 和BnA07.IDA在油菜花器官离层区表达。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除BnIDA基因，发现只有同时敲除BnC06.IDA 和BnA07.IDA后，油菜植株才出现“花不落”的表型。表明BnC06.IDA和BnA07.IDA存在功能冗余性，同时调控花器官脱落。细胞学观察发现，野生型材料花器官脱落后离层区细胞变大变圆，离层区表面覆盖有富含阿拉伯半乳聚糖的白色物质，而bna07.ida bnc06.ida突变体的花器官离层区细胞发育受阻。将核盘菌菌丝液涂抹在还未掉落的花瓣上，发现野生型植株的带菌花瓣掉落到叶片后基本上都引起了叶片发病，而bna07.ida bnc06.ida突变体上花瓣未掉落，未引起叶片出现病斑；同时由于植株上层湿度较低，花瓣上的菌丝未侵染角果。同时，课题组开发了BnIDA等位基因特异的分子标记，可用于油菜“花不落”分子标记辅助选择育种，对进一步提升油菜产能提供了关键基因资源。

扬州大学生物科学与技术学院吴健副教授为论文第一作者，王幼平教授为通讯作者。张龙副教授、林晨博士、林俐博士、孙勤富博士，以及硕士研究生刘慧敏、任思潮参与了部分研究工作。该研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiac364

转自： 植物生理PlantPhysiol

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