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近日，中國農業科學院深圳農業基因組研究所綠色輕簡超級稻遺傳解析與分子育種創新團隊聯合作科所等單位成功創制抗穗發芽紅麥，成功將白粒小麥轉化為紅粒小麥，并提高了小麥的抗穗發芽能力。該方法可實現優良白麥品種的快速改良，并將有助于快速培育具有穗發芽抗性的紅麥新品種。相關研究成果發表在《植物生物技術(Plant Biotechnology Journal)》上。

小麥是全球最重要的谷類作物之一。小麥成熟期如果遇連陰雨，不能及時收獲，常出現受潮的麥粒在麥穗上發芽，這種現象被稱為穗發芽。穗發芽嚴重影響小麥產量和品質。一般來說，紅粒小麥比白粒小麥抗穗發芽。

在普通六倍體小麥中，Tamyb10基因通過激活類黃酮與脫落酸(ABA)生物合成相關基因來調控籽粒顏色和穗發芽抗性。由于長期的馴化，大多數白粒小麥品種中Tamyb10-A1/B1/D1基因由于插入或缺失突變，導致小麥種皮花青素不能正常積累而呈現白色種皮。研究人員針對Tamyb10-B1a基因的19bp缺失位點設計特異性gRNA，利用CRISPR/Cas9基因編輯技術獲得Tamyb10-B1a基因的+1bp編輯植株，從而使白皮小麥中Tamyb10-B1a基因的19bp缺失導致的移碼突變修復為18bp缺失，進而使Tamyb10-B1基因恢復編碼蛋白的能力。通過上述策略成功地將白粒小麥轉化為紅粒小麥，并提高了小麥的抗穗發芽能力。

除了籽粒顏色和抗穗發芽外，該基因編輯小麥在其他農藝性狀上與對照品種沒有區別。該方法可實現優良白麥品種的快速改良，不需要經過繁瑣的雜交聚合和回交，并將有助于快速培育具有穗發芽抗性的紅麥新品種。

該研究得到國家重點研發計劃、廣東省科學技術基金、國家自然科學基金、中國博士后科學基金的資助。

(中國農業科學院深圳農業基因組研究所供圖)

關鍵詞： 中國農業科學院 中國博士后科學基金 移碼突變