2020年2 月24 日,《Plant Biotechnology Journal》在线发表了扬州大学王幼平教授团队题为“Engineering herbicide-resistant oilseed rape by CRISPR/Cas9-mediated cytosine base-editing”的研究论文。该研究首次报道在油菜中实现单碱基编辑,并成功对乙酰乳酸合成酶基因(ALS)进行编辑,创制出抗苯磺隆除草剂的油菜新种质。
ALS是植物和微生物中3种支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸)生物合成的关键酶。喷施ALS类除草剂可使植物体内ALS活力降低,导致3种支链氨基酸合成受阻,植株生长受抑。分别对野生型(转基因受体材料)、纯合突变体和杂合突变体喷施2.5、5、10、15、30 mg/L的苯磺隆,发现野生型植株在2.5 mg/L的浓度下就受到严重药害,而P197S纯合突变体和杂合突变体分别在15、10 mg/L(3倍田间推荐喷施剂量)的浓度下均未表现任何药害症状,且纯合突变体在30 mg/L剂量下仍然能存活。该研究还开发了该抗除草剂位点的特异功能分子标记,可用于油菜抗除草剂分子标记辅助选择育种。