Nature Plants:通过CLE基因的启动子编辑,增加玉米籽粒产量(冷泉港实验室)

学术   2024-04-23 22:27   江苏  
四月
23

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Enhancing grain-yield-related traits by CRISPR–Cas9 promoter editing of maize CLE genes

Abstract

Several yield-related traits selected during crop domestication and improvement are associated with increases in meristem size, which is controlled by CLE peptide signals in the CLAVATA–WUSCHEL pathway. Here, we engineered quantitative variation for yield-related traits in maize by making weak promoter alleles of CLE genes, and a null allele of a newly identified partially redundant compensating CLE gene, using CRISPR–Cas9 genome editing. These strategies increased multiple maize grain-yield-related traits, supporting the enormous potential for genomic editing in crop enhancement.

ZmCLE7 and ZmFCP1 promoter-edited alleles as heterozygotes with a null allele increase grain-yield-related traits

摘 要

在作物驯化和改良过程中,有一些被选择的与产量相关的性状与分生组织的大小增加有关,而这些受到CLV-WUS途径中的CLE多肽信号调控。本文中,作者利用CRISPR-Cas9基因组编辑系统,通过制造CLE基因的弱启动子等位以及一个新鉴定的能够部分补偿CLE基因的无效等位基因,人工创制了产量相关性状的数量变异玉米种质。这些策略增加了多个与玉米产量相关的性状,彰显了基因组编辑技术在作物强化育种方面的巨大潜力。


冷泉港实验室David Jackson教授本文通讯作者,Lei Liu博士本文第一作者。该研究得到了美国国家科学基金IOS-1546837)、Inari农业公司、韩国Next-Generation BioGreen 21 program(SSAC, PJ01322602)、中国博士后管委会办公室奖学金以及美国农业部NIFA博士后奖学金的联合资助。


doi: https://doi.org/10.1038/s41477-021-00858-5

Journal: Nature Plants
Published date: February 22, 2024

Cite:
Lei Liu, Joseph Gallagher, Edgar Demesa Arevalo, Richelle Chen, Tara Skopelitis, Qingyu Wu, Madelaine Bartlett, David Jackson. Enhancing grain-yield-related traits by CRISPR–Cas9 promoter editing of maize CLE genes. Nature Plants, 2024, 7: 287–294. DOI: 10.1038/s41477-021-00858-5

p.s. David Jackson,男,冷泉港实验室教授,1991年获东英吉利大学博士学位,长期研究细胞中调节植物生长和形状的基因和信号。Jackson’s Lab已经发现了几个通过对干细胞施加影响进而控制植物结构的基因。例如,通过识别控制玉米植株干细胞数量的基因,Jackson发现了一种提高玉米产量的方法。


END



植物类SCI摘要
收集植物学杂志Plant Cell, Nat Plants, Mol Plant, Plant Physiol, New Phytol, Plant Biotechnol J等及CNS(含子刊)植物学方向的优秀论文摘要。
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