文献类型： 中文期刊

作者： 张淑娟 ¹ ; 高洁 ¹ ; 杨路瑶 ² ; 张荣志 ¹ ; 李吉虎 ¹ ; 李玉莲 ¹ ; 宋国琦 ¹ ; 李玮 ¹ ; 李根英 ¹ ;

作者机构： 1.山东省农业科学院作物研究所/小麦育种全国重点实验室/小麦玉米国家工程研究中心/农业农村部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室/小麦玉米国家工程实验室

2.山东农业大学农学院

关键词： 小麦;CRISPR/Cas9;籽粒硬度;基因编辑;pina基因;pinb基因

期刊名称： 科学通报

ISSN： 0023-074X

年卷期： 2025 年 70 卷 016 期

页码： 2588-2600

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 小麦籽粒硬度是决定小麦加工品质的重要性状之一,主要受5D染色体上的pina和pinb基因控制.本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,对pina和pinb基因进行敲除,根据sgRNA设计原则,每个基因选择了2个sgRNA,以冬小麦品种K35为转化受体,构建了单基因和双基因编辑载体,通过农杆菌介导的小麦遗传转化获得了基因编辑植株.利用Hi-TOM高通量测序法对T₀、T₁和T₂代植株进行连续筛选和鉴定,获得了pina、pinb基因的单突变体及pinapinb双突变体.用Sanger测序法进一步鉴定了纯合植株,得到了籽粒硬度提升的小麦新种质,没有影响植株生长和其他农艺性状.利用扫描电子显微镜观察编辑植株的籽粒,淀粉颗粒之间结合更加紧密.转录组测序筛选差异表达的基因,进行了GO和KEGG pathway的富集分析,说明小麦籽粒硬度的形成和变化不是一个单一的过程,影响了多个代谢通路和途径.创制的具有新型等位变异的纯合突变体,为我国在籽粒硬度研究方面提供准确信息,为选育优质专用小麦提供种质资源,对其功能研究和小麦品质改良均具有重要意义.