原標(biāo)題：科學(xué)家創(chuàng)制等位基因讓稻米更好吃

近日，《植物生物技術(shù)雜志》在線發(fā)布了揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院教授劉巧泉團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制的多個(gè)微調(diào)直鏈淀粉含量的新Wx等位基因，為優(yōu)質(zhì)育種提供了新種質(zhì)與新方法。

水稻是世界上最主要的糧食作物之一。“食不厭精，膾不厭細(xì)”，追求“舌尖上的美味”，是邁向全面小康社會(huì)進(jìn)程中人們享受精致生活的需求。因此，與品質(zhì)性狀相關(guān)的“舌尖上的基因”分子機(jī)制研究已成為水稻育種最重要的考慮因素之一。

蠟質(zhì)基因（Wx）是控制水稻胚乳直鏈淀粉合成、影響稻米蒸煮食味品質(zhì)的關(guān)鍵因子，Wx變異是水稻直鏈淀粉含量變化和蒸煮食味品質(zhì)多樣性的主要原因。劉巧泉團(tuán)隊(duì)前期研究已證實(shí)，栽培水稻馴化過程中存在直鏈淀粉含量由高到低，即稻米蒸煮食味品質(zhì)由低到高的演變趨勢(shì)。

近幾十年來，利用特定的Wx等位基因（如Wxb、Wxin和Wxmp等）適當(dāng)降低直鏈淀粉含量以提升稻米蒸煮食味品質(zhì)，是稻米品質(zhì)改良育種取得重大進(jìn)展的主要原因。

直鏈淀粉含量過高的稻米往往表現(xiàn)為蒸煮食味品質(zhì)較差， 過低則會(huì)使米飯?zhí)常視?huì)影響稻米的外觀品質(zhì)。因此，當(dāng)前育種家迫切需要可在現(xiàn)有廣泛應(yīng)用的Wx等位基因基礎(chǔ)上微調(diào)其表達(dá)，進(jìn)而適度調(diào)控蒸煮食味品質(zhì)的新種質(zhì)和新技術(shù)。

劉巧泉團(tuán)隊(duì)通過CRISPR/Cas9技術(shù)編輯水稻W(wǎng)x基因啟動(dòng)子上的關(guān)鍵順式作用元件，并進(jìn)一步通過表達(dá)分析和啟動(dòng)子活性的體外驗(yàn)證證明，編輯該位點(diǎn)確實(shí)可以適度調(diào)節(jié)Wx基因的表達(dá)。在不同氣候條件下，新的Wx等位變異材料表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。

劉巧泉說，上述研究提供了一個(gè)可有效溫和調(diào)節(jié)Wx基因表達(dá)的啟動(dòng)子靶位點(diǎn)。以此為基礎(chǔ)，他們還創(chuàng)制了6種農(nóng)藝性狀良好的新Wx等位基因及其新種質(zhì)，有潛力應(yīng)用于稻米品質(zhì)改良育種。

團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在已克隆的所有Wx等位基因中，該靶位點(diǎn)序列非常保守。因此，在不同Wx等位基因中編輯該位點(diǎn)將有機(jī)會(huì)獲得更多微調(diào)蒸煮食味品質(zhì)的新Wx等位基因。同時(shí)，該研究也表明，編輯基因的核心啟動(dòng)子可能是一種適度調(diào)節(jié)目的基因表達(dá)的通用型方法。

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