CRISPR基因编辑，成功让大豆在南方也能获得高产

《晏子春秋》中说：橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳。温度、光照、降水等环境因素对农作物的影响非常大。大豆就是一个典型的例子。

大豆对光周期反应敏感，绝大多数品种只有在日照长度缩短到一定限度后，才能从营养生长转入生殖生长，进而开花结荚。导致大豆品种在我国北方长日照地区种植时，往往晚花晚熟、生长期延长，甚至不能开花或正常成熟。在我国南方短日照地区种植时，往往过早开花、生长期缩短，产量降低甚至不能正常生长。这种特殊的光周期反应特性使得大豆在我国适宜种植区域普遍比较狭小。

大豆，原产中国，在我国有超过5000年的种植历史，中国东北地区曾是大豆主产区，种植的大豆畅销全球，但随着美国现代化农业兴起，开始大规模机械种植大豆，再加上美国普遍采用了转基因技术来培育大豆，产量更高，价格更低，逐渐占领全球市场。

近日，中国农科院作物科学研究所植物转基因技术研究中心侯文胜团队通过CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除大豆开花调控的关键基因 GmFT2a 和 GmFT5a ，创造出更适合低纬度地区（中国南方）种植的突变体大豆品种。

这项研究以Mutagenesis of GmFT2a and GmFT5a mediated by CRISPR/Cas9 contribute for expanding the regional adaptability of soybean 为题发表在植物科学领域著名国际期刊 Plant Biotechnology Journal 杂志。

该研究利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术定点敲除大豆开花调控关键基因GmFT2a和GmFT5a，创制出更适合低纬度地区种植的突变体材料；同时系统解析了GmFT2a和GmFT5a基因在大豆花期调控中的遗传效应，为大豆品种的区域适应性改良提供了新技术、新材料。

团队通过构建GmFT2a和GmFT5a基因的过表达植株，并利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术对GmFT2a和GmFT5a进行定点敲除，结合杂交手段，创制出单基因和双基因突变体材料。

研究表明，GmFT2a和GmFT5a虽然在大豆的花期调控中存在功能互补，但在长、短日照条件下的开花促进效应差异较大。在短日照条件下，GmFT2a的开花促进效应比GmFT5a强，而GmFT5a在长日照条件下的开花促进效应更强。

临界光周期对GmFT5a参与的大豆花期调控影响很大，超过品种临界光周期日长的条件下，GmFT5a基因是主要的开花促进基因，是使大豆能够适应长日照环境的关键基因。

研究还发现，创制的双基因突变体在短日照条件下平均57.4天开花，比野生型晚花约31.3天，株高和节数较野生型显著提高，单株荚数和粒数也显著增加，这为适合低纬度地区种植的大豆品种改良提供了新的基础材料。

参考内容：

https://doi.org/10.1111/pbi.13199

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