植物學報：水稻食味品質改善新基因

　　 水稻胚乳直鏈淀粉含量（AC）是稻米重要的品質性狀之一，長期以來是衡量稻米食用和烹飪質量（ECQ）的關鍵指標。AC過高，米飯較硬，食味變差；AC過低會使米飯太粘，且會影響稻米的外觀品質。因此，AC含量適中的“軟米”類型兼具了所需的優點。

　　稻米胚乳中直鏈淀粉主要通過蠟質基因（Wx）編碼顆粒結合淀粉合酶I（GBSSI）負責合成，Wx等位基因多樣性是稻米AC變化的主要原因之一。目前水稻育種中，僅發現在GBSSI的N末端結構域中有限的氨基酸替換決定了稻米的AC水平，但GBSSI蛋白其它區域氨基酸的替換是否影響稻米AC仍然未知。

　　近日，山東師范大學和舜豐基因編輯研究院張金山課題組在《植物學報》在線發表研究論文。該研究挖掘出一個稀有Wx等位基因waxyabe2，在不影響其他農藝性狀的前提下， AC達到“軟米”水平，對稻米的ECQ和外觀品質均有顯著改善。

　　研究人員利用兩種堿基編輯系統（ABE-NG和CBE-NG），在Wxb等位基因中部區域第7位和第10位外顯子上設計了10個靶位點（BE1-BE10）進行編輯。對得到的448株再生苗進行檢測，獲得Wxb基因序列上共18個堿基的替換，導致GBSSI蛋白15個氨基酸的改變。通過測定，獲得了AC范圍為0.3%~29.43%（野生型對照為19.87%）的一系列新的Wx等位基因。由此證明，GBSSI蛋白中部區域氨基酸對稻米中的AC可以起到微調作用。重要的是，waxyabe2等位基因（T237A）表現出“軟米”的AC，改善了ECQ和外觀品質。

　　此外，該研究成功從waxyabe2后代中分離掉了編輯工具，其農藝性狀方面與對照無顯著差異。waxyabe2的發現為水稻育種提供了一個可改善稻米品質的新等位基因位點，滿足了農作物育種的多樣化需求。

　　據悉，該課題組主要從事基因編輯在水稻性狀改良方面的研究工作，率先利用CRISPR/Cas9技術將普通稻米轉化為糯米，并利用基因編輯工具篩選發現了miR396e/f低氮條件下維持作物產量的分子機制。本次研究利用堿基編輯技術，進一步獲得了能夠微調稻米蒸煮食味品質的Wx新等位基因，豐富了稻米品質改良的基因資源庫。