多重基因组编辑克服了热带玉米的光周期敏感性

热带玉米是遗传多样性的丰富来源，可用于提升温带玉米育种计划，但其对长日照光周期的敏感性会导致开花延迟，从而限制了其广泛利用。为克服这一障碍，Genome Engineering to Sustain Crop Improvement（GETSCI）项目采用 CRISPR/Cas9 对热带自交系 Tzi8 中三个开花抑制基因 ZmCCT9、ZmCCT10 和 ZmRAP2.7 进行了突变。研究将靶向每个目标基因第一外显子的一条 sgRNA 与携带形态发生基因 Babyboom（Bbm）和 Wuschel2（Wus2）的切除盒组合，以实现高效的转基因植株再生。成功获得了每个目标基因均带有移码编辑的转基因植株，随后通过杂交获得了两个非转基因基因型：一个双编辑的 zmcct10、zmrap2.7 品系，以及一个三重编辑的 zmcct9、zmcct10、zmrap2.7 品系。在短日照（夏威夷）和长日照（爱荷华）田间条件下，对编辑基因型及未编辑的 Tzi8 自交系测定了多项开花性状。两种编辑基因型在两种环境中均较 Tzi8 显著提早开花。值得注意的是，在长日照条件下，两条编辑品系的开花时间与温带自交系 B73 重叠，而 Tzi8 则没有。总体而言，这些结果表明，定向的多基因编辑能够降低热带自交系的光周期敏感性，从而扩展此前未被利用的遗传多样性，用于温带玉米改良。

热带玉米是遗传多样性的丰富来源，可用于提升温带玉米育种计划，但其对长日照光周期的敏感性会导致开花延迟，从而限制了其广泛应用。为克服这一障碍，作物改良持续推进基因组工程（Genome Engineering to Sustain Crop Improvement, GETSCI）项目利用 CRISPR/Cas9 对热带自交系 Tzi8 中的三个开花抑制基因 ZmCCT9、ZmCCT10 和 ZmRAP2.7 进行了突变。针对每个靶基因第一外显子设计的单个 sgRNA，与携带形态发生相关基因 Babyboom（Bbm）和 Wuschel2（Wus2）的切除盒联合使用，以实现高效的转基因植株再生。获得了每个靶基因均携带移码编辑的转基因植株，随后通过杂交获得了两个非转基因基因型：一个双编辑的 zmcct10、zmrap2.7 系和一个三重编辑的 zmcct9、zmcct10、zmrap2.7 系。在短日照（夏威夷）和长日照（艾奥瓦）田间条件下，对编辑基因型和未编辑的 Tzi8 自交系测定了多项开花性状。两种编辑基因型在两种环境中均显著早于 Tzi8 开花。值得注意的是，在长日照条件下，两条编辑系的开花期与温带自交系 B73 重叠，而 Tzi8 则没有。综上，这些结果表明，靶向的多重基因编辑能够降低热带自交系的光周期敏感性，从而拓展此前未被开发的遗传多样性在温带玉米改良中的应用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.05.742845v1?rss=1

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