BREEDIT：用于玉米复杂数量性状改良的多重基因组编辑策略

以下文章来源于ThePlantCell ，作者TPC

最近，来自比利时根特大学植物系统生物学中心的Dirk Inzé团队在The Plant Cell在线发表了题为BREEDIT: a multiplex genome editing strategy to improve complex quantitative traits in maize的研究论文，开发出一种叫做BREEDIT的新型系统，可以通过基因编辑的方式来靶定冗余基因家族中的多个成员。

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背景回顾

植物育种是通过将具有有利农艺性状（如提高产量或耐旱性）的不同植物进行杂交，来产生优良作物品种的过程，这些性状受复杂的基因调控网络调控。到目前为止，传统育种主要集中在利用特定关键基因的自然突变而形成的优势性状。基因冗余（具有相同功能的基因）是育种的一个重要限制性因素，因为需要对多个基因进行突变和组合才可以产生较强的表型。由于气候变化等自然因素，我们迫切需要利用更少的资源来开发更高产的作物，因此未来我们需要研发新的基因组合来解决这个问题。

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科学问题

是否可以通过多基因编辑来靶定作物整个基因家族来改善复杂性状？这些基因家族不同成员的编辑及其不同组合能否产生更好的表型？

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研究发现

以玉米作为模式作物，我们开发了一种叫做BREEDIT的系统，以快速生成一系列多基因编辑植物。在表达CAS9的玉米株系中（EDITOR），我们通过一个SCRIPT载体可以同时靶向多达12个生长相关基因。随后我们将相同或不同的SCRIPTs转化植物进行自交和/或杂交，以获得具有优良农艺性状（叶片增大，抗旱性提高等）的株系。此外，我们发现特定基因的编辑与性状改良直接相关，这表明我们可以通过编辑更少的基因来达到性状改良的目的。BREEDIT可以快速识别这些有开发空间的基因，以便用于作物育种。

Network representation of single-gene effects on growth-related traits.

（FLL，最终叶长； FLW，最终叶宽；M，含水量；DW，干重；FW，湿重）

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展望未来

我们已经证明了这个系统对优化植物生长性状非常有效，我们下一步将对具有最优性状的株系进行田间实验。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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