编辑TaARF12小麦

矮秆大穗增粒

敲除一个生长素响应因子，让小麦的株高调控与花序发育解耦，在矮秆的同时获得更大的穗子，从而提高产量。

Kong, Xingchen · Wang, Fang · 王振宇 · Gao, Xiuhua · Geng, Shuaifeng · Deng, Zhongyin · 张爽 · Fu, Mingxue · Cui, Dada · Liu, Shaoshuai · Che, Yuqing · Liao, Ruyi · Yin, Lingjie · 周鹏 · 王克 · 叶兴国 · 刘登才 · 傅向东 · 毛龙 · 李爱丽

Plant Biotechnology Journal 2023

参数信息

单穗粒数增幅

14.7 %

产量增幅

11.1 %

技术优势

一因多效，无产量代价

编辑TaARF12同时降低株高和增大穗子，没有像多数多效基因那样牺牲产量。

产量构成全面提升

单穗粒数最高增加14.7%，千粒重显著提高，田间产量增幅最高达11.1%，三个产量相关性状同步改善。

分子机制清晰

通过WGCNA锁定两个枢纽基因：RhtL1在穗下节间上调抑制GA信号，TaNGR5在穗轴上调促进GA响应，解释了矮秆大穗的分子基础。

新育种策略

操纵TaARF12可作为一种性状聚合的新策略，为小麦产量改良提供新路径。

应用场景

• 小麦育种：直接提供矮秆大穗高产的编辑系作为育种亲本。
• 作物遗传改良：通过单基因编辑同时改良株型和产量性状。
• 基因组编辑：利用CRISPR/Cas9敲除TaARF12，快速获得目标性状。
• 产量性状改良：单穗粒数、千粒重和产量同步提升。
• 株型改良：降低株高同时增大穗子，优化株型。