农业生物技术学报

作者：周材, 黄建斌, 李晶晶, 周贤涛, 李小蓓, 张开元, 王斯铭, 李乔乔, 王淑华, 唐艳艳, 乔利仙

单位：1 青岛农业大学 农学院/中美花生品质改良国际合作联合实验室,青岛 266109;2 东营青农大盐碱地高效农业技术产业研究院,东营 257091;3 青岛市即墨区农业农村发展服务中心,青岛 266200;4 青岛市即墨区北安人力资源和社会保障服务中心,青岛 266200

关键词：花生,CRISPR-Cas9,U6启动子,遗传转化,基因编辑,

基金：山东省自然科学基金(ZR2024MC021); 山东省重点研发计划(2024LZGC031); 山东省盐碱地农业产业体系(SDAIT-29-03); 青岛市科技局中央引导地方科技发展专项(23-1-3-8-zyyd-nsh)

CRISPR/Cas9基因编辑技术已成功应用于多种农作物,并可实现目的基因的定向突变以及目标性状的定向改良,然而在花生(Arachis hypogaea)中尚无成熟高效的基因编辑系统。本研究从花生品种'花育23号'中克隆出两个U6启动子AhA3U6和AhB9U6,以替换原载体pBGK041-GmU6中的GmU6启动子。选择花生AhPEPC1 (PEPC: phosphoenolpyruvate carboxylase)基因的同源基因Aradu.A52DW和Araip.RUX3H为本研究的靶向基因,分别构建了pBGK041-AhA3U6-AhPEPC1和pBGK041-AhB9U6-AhPEPC1的CRISPR-Cas9重组载体。将这3个载体分别导入发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)并诱导花生发状根,其转化效率分别为78.4%、83.5%和83.0%;测序结果显示,pBGK041-GmU6-AhPEPC1载体转基因发根的编辑效率为1.7%,pBGK041-AhA3U6-AhPEPC1和pBGK041-AhB9U6-AhPEPC1载体转基因发根编辑效率分别为4.2%和2.6%。通过花粉管通道法,将这3个载体分别导入花生,转化效率分别为30.0%、33.7%和29.2%。转基因花生籽仁的测序结果显示,pBGK041-GmU6-AhPEPC1载体转基因籽仁中未检测到基因编辑,pBGK041-AhA3U6-AhPEPC1和pBGK041-AhB9U6-AhPEPC1载体转基因籽仁编辑效率分别为2.2%和1.3%,转基因籽仁含油量为56.88%、57.49%。花生内源启动子AhA3U6和AhB9U6替换pBGK041-GmU6载体中原有启动子GmU6后,其在花生转基因发根和转基因籽仁中均检测到突变,提高了编辑效率,花生籽仁含油量提高了约4%。该体系的建立可为花生基因编辑的开展提供技术支持,为高油品种选育提供新型种质资源。

来源：2025年第12期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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