小麥的高效種植與除草劑的有效應用密不可分。二硝基苯胺作為微管組裝干擾劑，具有高效、低毒和除草譜的特點，應用潛力較大。然而，二硝基苯胺的土壤殘留會影響小麥萌發(fā)生長，鮮有小麥品種耐受該藥劑，這大大限制了其在小麥生產(chǎn)中的應用。CRISPR的腺嘌呤堿基編輯器（ABE）是作物育種的有力工具。然而，在小麥等多倍體作物中，常需要同時突變多個等位基因來實現(xiàn)快速育種?，F(xiàn)有ABE編輯效率較低，應用受到限制。

　　近日，山東師范大學生命科學學院教授馬長樂團隊在《作物學報（英文版）》在線發(fā)表研究論文。研究團隊利用新創(chuàng)建的小麥高效腺嘌呤編輯器WhieABE8e，對小麥α類tubulin基因進行多位點精準突變，實現(xiàn)了小麥抗二硝基苯胺種質(zhì)的快速創(chuàng)制，為小麥抗除草劑品種改良提供了參考。

　　腺嘌呤脫氨酶（TadA）是ABE的重要功能組分。2020年，David Liu團隊開發(fā)了新型脫氨酶TadA8e，用于ABE后比之前版本的TadA7.10編輯效率顯著提高。TadA8e近期已在植物中獲得應用，并在水稻中被證明優(yōu)于TadA7.10。在同期研究中，該文作者采用TadA8e，結合編輯器結構優(yōu)化和小麥密碼子優(yōu)化，構建出小麥高效腺嘌呤編輯器WhieABE8e。通過檢測其對小麥原生質(zhì)體中GFP-mCherry報告系統(tǒng)和內(nèi)源靶基因以及植株中tubulin的編輯情況，證明小麥中TadA8e介導的腺嘌呤編輯效率優(yōu)于TadA7.10。

　　Tubulin是二硝基苯胺類除草劑的作用靶點。已有研究發(fā)現(xiàn)，牛筋草和水稻中α類tubulin的Met-268-Thr突變可以提高植物對該藥劑的耐受性。該文作者鑒定到小麥的α類tubulin基因，并使用WhieABE對抗性相關保守位點精確編輯，在多個tubulin位點同時實現(xiàn)Met to Thr的突變，獲得了有效耐受二硝基苯胺類除草劑的小麥種質(zhì)材料，為小麥抗除草劑品種改良提供參考。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cj.2021.08.0086