利用基因編輯技術研究“花不落”表型。圖片來源：揚州大學
近日，揚州大學教授王幼平課題組利用基因編輯技術創制了花瓣不掉落的油菜新種質。該新品種不僅能夠顯著抑制油菜菌核病的發生率，而且可以延長油菜的觀花期，有助于促進油菜作物經濟和社會效益的“雙提升”。相關研究結果發表于《植物生理學》。
作為一種“可食地景”，油菜不僅是我國第一大油料作物，占國產食用植物油的50%以上，而且也是重要的蜜源植物，具有很好的觀賞性。菌核病是油菜的第一大病害，俗稱油菜的“癌癥”。它通常在油菜開花時期大面積爆發，患病后掉落的花瓣能加速核盤菌的傳播與繁殖。因此，阻斷或減輕核盤菌傳播是解決油菜菌核病的有效手段之一。
擬南芥中的研究表明IDA能夠調控花器官的脫落。王幼平團隊通過轉錄組分析發現，擬南芥IDA基因在甘藍型油菜中共有5個拷貝，其中僅有BnC06.IDA 和BnA07.IDA在油菜花器官離層區表達。利用CRISPR/Cas9基因編輯技術敲除BnIDA基因，發現只有同時敲除BnC06.IDA 和BnA07.IDA后，油菜植株才出現“花不落”的表型。王幼平表示，這表明BnC06.IDA和BnA07.IDA存在功能冗余性，同時調控花器官脫落。
進一步的細胞學觀察發現，野生型材料花器官脫落后離層區細胞變大變圓，離層區表面覆蓋有富含阿拉伯半乳聚糖的白色物質，而bna07.ida和bnc06.ida突變體的花器官離層區細胞發育受阻。將核盤菌菌絲液涂抹在還未掉落的花瓣上，發現野生型植株的帶菌花瓣掉落到葉片后基本上都引起了葉片發病，而bna07.ida和bnc06.ida突變體上花瓣未掉落，未引起葉片出現病斑；同時由于植株上層濕度較低，花瓣上的菌絲未侵染角果。
此外，研究人員還開發了BnIDA等位基因特異的分子標記，可用于油菜“花不落”分子標記輔助選擇育種，對進一步提升油菜產能提供了關鍵基因資源。
