TaGS3基因编辑对小麦谷粒大小和重量的非添加剂剂依赖性影响

科学领域:

• 植物遗传学和育种.
• 农作物科学 农作物科学
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 谷粒大小和重量是谷物作物产量的关键决定因素.
• 米中的GS3基因,编码Gγ子单元,在发生突变时会影响谷粒大小.
• 虽然小麦GS3同类物 (TaGS3) 与谷物重量有关,但功能丧失突变的影响尚不清楚.

研究的目的:

• 为了研究CRISPR-Cas9诱导的功能丧失 (LOF) 突变在小麦TaGS3同质物中对谷粒大小和重量的影响.
• 为了确定TaGS3 LOF突变的剂量依赖性影响.
• 评估TaGS3变种在提高小麦谷物产量的潜在效用.

主要方法:

• 利用CRISPR-Cas9基因组编辑来创建小麦系,其中具有不同剂量的TaGS3功能丧失同位素.
• 与野生类型相比,在突变系中的量化粒度长度,宽度,面积和重量.
• 分析了每个尖峰的粒数.

主要成果:

• 与米相反,编辑所有三个TaGS3同质副本导致谷物的长度,宽度,面积和重量减少.
• 带有1或2个携带LOF同源基因的基因组的同卵性突变体,在粒度重量 (高达9.6%) 和面积 (高达5.0%) 中显示出最大的增加.
• 这些结果表明TaGS3对小麦的谷粒大小和重量具有非添加剂,剂量依赖的抑制作用.

结论:

• 在小麦和大米之间,GS3同类的调节作用有所不同.
• 在TaGS3中功能丧失突变对谷物特征表现出非添加剂的剂量依赖性影响.
• 开发的TaGS3 LOF基因组代表了有价值的CRISPR-Cas9诱导的变异,可能增加小麦谷物产量.