利用基因编辑技术研究“花不落”表型。图片来源：扬州大学
近日，扬州大学教授王幼平课题组利用基因编辑技术创制了花瓣不掉落的油菜新种质。该新品种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”。相关研究结果发表于《植物生理学》。
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。菌核病是油菜的第一大病害，俗称油菜的“癌症”。它通常在油菜开花时期大面积爆发，患病后掉落的花瓣能加速核盘菌的传播与繁殖。因此，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能够调控花器官的脱落。王幼平团队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。王幼平表示，这表明BnC06.IDA和BnA07.IDA存在功能冗余性，同时调控花器官脱落。
进一步的细胞学观察发现，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和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和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。
此外，研究人员还开发了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。
相关论文信息：http://doi.org/10.1093/plphys/kiac364
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