贵州大学水稻产业技术研究院方中明课题组在水稻启动子编辑综述上取得重要进展

2024年8月30日，贵州大学农学院/水稻产业技术研究院、贵州省粮油作物分子育种重点实验室、山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室方中明教授课题组在中科院农林类一区SCI期刊Rice上发表了题为Rice Promoter Editing: An Efficient Genetic Improvement Strategy的重要综述论文。贵州大学在读博士研究生吴博文、硕士研究生骆航飞和陈忠波为共同第一作者，贵州大学方中明教授为通讯作者。

文章链接 https://doi.org/10.1186/s12284-024-00735-7。

研究背景

随着全球对粮食需求的不断增长和气候变化的影响，水稻作为全球重要的粮食作物之一，其遗传改良显得尤为重要。传统的基因编辑技术主要集中在编码区的修改，虽然取得了一定的效果，但往往会导致不良的表型变化，如产量减少、抗病性下降等。近年来，研究人员逐渐转向基因的启动子区域，通过对这些非编码区域的编辑，可以更精准地调控基因表达，从而减少对作物其他性状的负面影响。

主体内容

论文系统地回顾了近年来水稻启动子编辑的研究进展，特别是利用CRISPR/Cas系统对水稻基因启动子区域的编辑策略。论文详细讨论了启动子编辑如何通过改变基因的表达模式来影响水稻的表型，包括产量、生育期、品质和抗病性等多种重要性状。此外，研究还展示了启动子编辑在平衡不同农艺性状之间的权衡、优化稻米品质和增强抗病性等方面的应用实例。

                 部分水稻启动子编辑案例

未来展望

论文指出，随着基因编辑技术的不断发展和精准度的提升，启动子编辑在水稻及其他作物中的应用前景广阔。通过进一步研究不同基因启动子区域的功能和调控机制，可以更高效地创建水稻新品种，满足全球不同地区对稻米品质和产量的需求。同时，该研究也为其他作物的遗传改良提供了新的技术途径，有望推动整个农业领域的可持续发展。

         基于启动子编辑的水稻遗传改良的当前应用和未来前景

结论

论文总结了启动子编辑作为一种有效的遗传改良策略，不仅可以精准调控水稻的性状，而且可以避免传统基因编辑导致的不良表型变化，为未来的作物育种提供了一个更优的选择。该综述为水稻育种的创新策略提供了重要的理论支持和技术参考，期望能够引导未来更多的基础研究和应用开发。

该研究得到了国家自然科学基金、贵州省优秀青年科技人才项目、贵州省基础研究计划重点项目、贵州省粮油作物分子育种重点实验室项目等资助。