4月9日，农学院陈庆山教授、武小霞研究员、赵莹副教授在植物学权威期刊《Plant Biotechnology Journal》（IF=13.263，中科院1区Top期刊）在线发表了题为《Design of high-monounsaturated fatty acid soybean seed oil usingGmPDCTsknockout via a CRISPR-Cas9 system》的论文，介绍了利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制高油酸大豆新种质的研究结果。

大豆油分中脂肪酸的组成和含量决定了其营养价值和稳定性。大豆油分中亚油酸含量最高，约占50%-60%，而油酸含量较低，约占21%。尽管亚油酸具有功能性的保健作用，但受其不饱和程度高、抗氧化性弱、易酸败等因素的影响，使得降低亚油酸占比同时提高油酸含量成为大豆油品质改良的重要目标。磷脂酰胆碱甘油二酯胆碱磷酸转移酶酶(phosphatidylcholine diglyceride choline phosphotransferase, PDCT)催化磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine, PC)与二酰甘油(diacylglycerol, DAG)之间的相互转化，参与植物种子油脂(triglyceride, TAG)中多不饱和脂肪酸的合成。目前除了模式植物拟南芥、海甘蓝、菥蓂等，PDCT基因家族在其他高等植物中研究报道较少，对他们的功能尚缺乏全面深入的了解。

本研究在大豆基因组中共鉴定出2个PDCT基因，命名为GmPDCT1及GmPDCT2。表达模式分析发现，GmPDCT1/GmPDCT2基因主要在种子中表达，尤其在种子发育中后期表达量最高，预示其在调控大豆种子油分组成中发挥的重要作用。进一步以GmPDCT1/GmPDCT2基因为靶标，在其PAP2保守结构域设计了2个靶点，并构建了双基因双靶点基因编辑载体，通过农杆菌转化大豆品系DN50，T0代共获得15株阳性植株(转化效率25%)。利用Sanger测序检测产生的突变，在15株阳性植株中，其中有7株(编辑效率为46.7%)在目标位点检测到突变，以碱基插入及缺失为主，均为双基因敲除突变体。通过GC-MS分析突变体种子中脂肪酸的组分，发现其油酸含量显著升高，为野生型的2.49倍，亚油酸、亚麻酸含量显著降低。本研究还检测了高油酸突变体的主要农艺性状，发现敲除GmPDCT1/GmPDCT2基因并不影响大豆株高、叶形、花色、粒长、粒宽、种子总蛋白和总油分含量等。

陈庆山教授、武小霞研究员、赵莹副教授为本论文的通讯作者，我校硕士研究生李海博、博士研究生周润南为本论文的共同第一作者，我校博士研究生刘沛言、杨明亮副教授、辛大伟研究员、刘春燕副研究员、张战国副教授也参与了研究工作。该研究受到了国家重点研发计划项目(2021YFF1001202, 2021YFD1201104-02-02)、国家自然科学基金(U20A2027, 31971899, 32272093, 32272072)及黑龙江省自然科学基金(TD2022C003, JJ2022YX0475)的支持。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.14060