小麥為全球人口提供主糧，小麥增產可緩解人口增長帶來的糧食危機。氮元素作為植物生長發育所必需的一類營養元素，是制約農作物產量的重要因素。對作物氮素利用關鍵調控基因進行靶向編輯，是改良作物產量的有效策略。前期研究發現，水稻ARE1基因是調控氮素利用效率和產量的關鍵基因。ARE1基因在植物中高度保守，研究人員推測，對其他作物中ARE1基因的同源基因進行靶向編輯，有望獲得氮高效材料。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員左建儒研究組、高彩霞研究組、李俊明研究組與中科院成都生物研究所研究員王濤研究組合作，利用基因組編輯技術，對ARE1基因在小麥中的同源基因進行了定點編輯，獲得了TaARE1基因不同變異的系列小麥are1材料。研究人員發現，TaARE1基因參與調控了小麥的耐低氮性。為明確TaARE1基因對小麥產量的影響，研究人員連續多年開展了田間小區試驗。與對照材料相比，Taare1編輯材料具有明顯的晚衰表型，其主穗粒數和氮素利用效率均顯著增加。相應地，Taare1編輯材料的產量顯著增加，且在低氮生長條件下的增產效果更明顯（圖A-D）。該研究表明，靶向編輯ARE1同源基因是改良作物氮素利用效率和產量的有效方法。
該項研究成果于近日在線發表于Journal of Genetics and Genomics。相關工作得到國家農業農村部和植物基因組學國家重點實驗室的資助。
小麥are1突變材料增加氮素利用效率和產量。A: 對照材料科農199（KN199）和3份小麥are1突變材料在高氮（HN）和低氮（LN）生長條件下的植株表型。B–D: KN199和3份are1突變材料在高氮和低氮生長條件下的主穗粒數、氮素利用效率（NUE）和單株產量的統計分析。
日期：2021-08-05
中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員左建儒研究組、高彩霞研究組、李俊明研究組與中科院成都生物研究所研究員王濤研究組合作，利用基因組編輯技術，對ARE1基因在小麥中的同源基因進行了定點編輯，獲得了TaARE1基因不同變異的系列小麥are1材料。研究人員發現，TaARE1基因參與調控了小麥的耐低氮性。為明確TaARE1基因對小麥產量的影響，研究人員連續多年開展了田間小區試驗。與對照材料相比，Taare1編輯材料具有明顯的晚衰表型，其主穗粒數和氮素利用效率均顯著增加。相應地，Taare1編輯材料的產量顯著增加，且在低氮生長條件下的增產效果更明顯（圖A-D）。該研究表明，靶向編輯ARE1同源基因是改良作物氮素利用效率和產量的有效方法。
該項研究成果于近日在線發表于Journal of Genetics and Genomics。相關工作得到國家農業農村部和植物基因組學國家重點實驗室的資助。
小麥are1突變材料增加氮素利用效率和產量。A: 對照材料科農199（KN199）和3份小麥are1突變材料在高氮（HN）和低氮（LN）生長條件下的植株表型。B–D: KN199和3份are1突變材料在高氮和低氮生長條件下的主穗粒數、氮素利用效率（NUE）和單株產量的統計分析。
日期：2021-08-05
