科学家首创抗除草剂甘蓝型油菜新种质

苯磺隆处理的野生型和P197S突变体的生长。扬州绘画大学

杂草危害可使我国油菜减产15.8%，严重减产可达50%以上。培育抗除草剂油菜新品种是提高油菜产量、实现油菜规模化种植的重要措施。最近，《植物生物技术杂志》在网上公布了扬州大学王幼平教授团队的最新成果，首次报道了油菜单碱基编辑的实现和乙酰乳酸合酶基因的成功编辑，创造了一种抗苯磺隆除草剂的油菜新种质。

记者王幼平说，基于CRISPR/Cas9的基础编辑已经成功应用于许多植物，包括拟南芥、水稻、玉米、小麦和棉花，但还没有基础编辑技术应用于油菜。

ALS是植物和微生物中3种支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸)生物合成的关键酶。喷洒ALS除草剂可降低植物的ALS活性，导致三种支链氨基酸合成受阻，抑制植物生长。众所周知，ALS的某些氨基酸残基的变化会导致植物对ALS除草剂的敏感性降低，从而导致对ALS除草剂的抗性。

甘蓝型油菜异四倍体中有5个ALS基因拷贝。转录组分析表明，只有BnALS1和BnALS3组成型表达，且高度同源，与拟南芥AtALS氨基酸同源性为92.8%。它们是抗除草剂油菜籽的理想编辑目标。

研究人员已经成功地对BnALS1基因Pro197进行了靶向突变，获得了两种类型的突变体，碱基编辑效率为1.8%。突变体可以稳定遗传，在T1代可以获得去除了T-DNA的纯合突变体材料。将不同浓度的苯磺隆分别喷洒在野生型(转基因受体材料)、纯合突变体和杂合突变体上。发现野生型植物在较低浓度下遭受严重的植物毒性，而P197S纯合突变体和杂合突变体在3倍于田间推荐喷洒剂量的浓度下没有表现出任何植物毒性症状，纯合突变体在较高剂量下仍能存活。

本研究还开发了抗除草剂位点的特异性功能分子标记，可用于油菜抗除草剂分子标记辅助选择育种。

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/pbi.13368