首次利用CRISPR/Cas9技術創製矮化番茄

據聯合國糧農組織2014年的數據顯示，番茄產量已高達2.23億噸，目前大多數溫室栽培品種往往都是高大的後代，需要額外的修剪和側枝管理等，適當降低栽培番茄的株高對番茄生長是有利的。研究表明，赤霉素（Gibberellin，GA）參與植物生長發育的多個過程，GA與受體GID（Gibberellin Insensitive Dwarf）結合會觸發GID與DELLA蛋白的相互作用，隨後引起SCF E3泛素連接酶複合物的組裝，之後這種SCF複合物多聚泛素化DELLA蛋白質，並利用26S蛋白酶體降解DELLA，解除DELLA對植物抑制作用，從而促進植株的生長。

目前，CRISPR/Cas9基因編輯技術廣泛用於基因敲除、插入或刪除等研究，是非常熱門的技術。在植物中，CRISPR / Cas9應用於基因組編輯的首次報道出現在2013年，並相繼在擬南芥、煙草、水稻等多種作物中進行了研究，CRISPR/Cas9現已經成為植物基因編輯的首選工具。近日，英國塞恩斯伯里實驗室（The Sainsbury Laboratory）的Jonathan Jones教授研究組在Plant Biotechnology Journal在線發表了一篇題為「Using CRISPR/Cas9 genome editing in tomato to create a gibberellin‐responsive dominant dwarf DELLA allele」的研究論文，首次利用CRISPR/Cas9技術創製了顯性矮桿番茄。

該研究通過CRISPR基因編輯，靶向編碼番茄DELLA的基因。通過序列比對發現，Cas9編輯位點處的3nt缺失，導致編碼的氨基酸序列從DELLAVLG轉化為DELLVLG，並將其命名為PROCERA的PROD等位基因。該研究利用基因編輯創製的番茄純合體PROD/PROD和雜合體PROD/+均比野生型番茄（WT）矮小，該突變在番茄發育初期是半主導性的，而在後期則是主導性的。PROD/+番茄植株具有野生型等位基因的一個拷貝，以及不能被降解的DELLA基因突變的一個拷貝。由於突變的DELLA不能被降解，導致發育遲緩。而PROD/PROD表現出類似於GA缺陷型突變體的表型，雖然生長比野生型慢，但對GA處理仍保持部分響應。

突變體表型

DELLA基因突變在過去的幾十年中一直被植物育種者研究，如顯性半矮小麥品種的研究等，而這篇研究則為在其他作物中顯性半矮等位基因的實現鋪平了道路，具有一定的意義。

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