将基因组编辑转化为生物强化大豆,在低植物酸和产量之间进行最小的权衡

科学领域:

• 农业科学 农业科学
• 植物生物技术 植物生物技术
• 遗传学 遗传学 是一个

背景情况:

• 种子中的植物酸 (PA) 限制了单胃动物的营养吸收.
• 降低种子PA含量是作物生物强化的主要目标.

研究的目的:

• 通过使用CRISPR/Cas9.9产生和表征具有减少植物酸含量的大豆突变体.
• 评估植物酸减少和农业绩效之间的权衡.

主要方法:

• 采用CRISPR/Cas9基因编辑以准PA生物合成和运输基因 (MRP5和IPK1).
• 在IPK和MRP5基因中产生了一个突变种群,具有不同的突变组合.
• 对于种子PA含量和农学特征,具有单个和多重突变的特征系.

主要成果:

• 具有多个IPK和MRP5基因突变的多重突变显示显著减少PA,但农业学性能差.
• 在ipk1b或ipk1c中的单个突变体显示了中度降低的PA和正常的农业性能.
• 确定了适度降低PA的最佳单个GmIPK1基因标.

结论:

• 通过准单个GmIPK1基因来适度降低PA是低PA大豆的最佳策略.
• 这种方法最大限度地减少了与超低PA的多重突变基因相比的产量性能权衡.
• 单基因编辑为开发生物强化大豆品种提供了可行的途径.