SD1启动子的顺式调控编辑增强了TCP19介导的抑制作用，从而优化了Kam甜稻的株高

《Theoretical and Applied Genetics》：Cis-regulatory editing of SD1 promoter enhances TCP19-mediated repression to optimize plant height in Kam sweet rice

摘要

主要结论

本研究证明，通过CRISPR介导的顺式调控元件编辑（CRE编辑）技术对Kam甜稻的SD1启动子进行修饰，可以有效降低植株高度，同时不会影响产量或谷物品质，为作物改良提供了一种精确的策略。

摘要

Kam甜稻是一种独特的芳香型水稻品种，存在植株过高和产量不理想的问题。本研究采用精准育种方法，通过CRISPR-Cas9介导的CRE编辑技术增强内源性TCP19–SD1抑制模块，从而调节SD1基因的表达。SD1基因是赤霉素生物合成和茎秆伸长的关键调控因子。我们在SD1启动子的GGCCCCCC顺式调控元件中引入了一个腺嘌呤插入序列，增强了转录因子TCP19的结合能力，进而降低了SD1基因的表达水平。这导致赤霉素含量减少，节间长度缩短，植株高度降低。表型分析显示，经过编辑的植株高度显著降低，同时保持了与野生型植株相当的谷物产量和氮素利用效率。对节间的显微观察证实，植株高度的降低与细胞长度的减少有关。转录组学研究表明，CRE编辑改变了参与赤霉素和生长素信号通路的基因网络，而这些通路对植物生长至关重要。重要的是，这种基因修饰并未对谷物品质产生不良影响。本研究展示了通过CRE编辑增强内源性转录抑制的潜力，作为一种比传统基因敲除技术更精确的方法，为优化水稻的复杂农艺性状提供了有力策略，具有在现代作物育种中的应用价值。