反义RNA介导GmFAD2-1B基因沉默增强大豆种子中油酸的高效累积

油酸含量是评价大豆油食用品质和稳定性的重要指标。本研究采用农杆菌介导转化法,将反义GmFAD2-1B基因导入栽培大豆品种,获得油酸含量显著提高的转基因大豆新品系。Southern杂交检测表明,外源GmFAD2-1B基因片段已导入大豆基因组,其插入拷贝数为1~5个。q RT-PCR检测表明,外源GmFAD2-1B主要在大豆种子中表达,并导致种子中内源GmFAD2-1 m RNA表达水平显著降低,而根、茎、叶、花组织中内源GmFAD2-1 m RNA表达水平无显著变化。脂肪酸组分分析表明,12份转基因大豆种子油酸含量为27.38%~80.42%,其中,L40和L72油酸含量分别为68.91%~80.42%和65.98%~80.22%,较对照品种Williams 82(17.8%~22.0%)提高2.65倍以上,亚油酸降低至4.84%~14.55%,饱和脂肪酸降低至10.34%~11.16%,但总脂肪和总蛋白含量与对照品种相比没有显著变化。农艺性状分析表明,转基因大豆在熟期、株高、叶形、花色、结荚高度、百粒重等方面与对照品种也没有显著差异。

基于CRISPR/Cas9基因编辑的高油酸大豆品系创制

高油酸能够显著提升大豆食用油的稳定性和食用价值,是大豆品质改良的育种目标之一。为提高大豆籽粒油酸含量,本研究采用CRISPR/Cas9多基因编辑技术,同时敲除负调控大豆油酸含量的2个关键基因GmFAD2-1A和GmFAD2-1B。采用农杆菌介导的大豆子叶节转化方法获得20株T_(0)代阳性苗,但发生基因编辑的株系只有11个,其中GmFAD2-1A发生突变的有7株,GmFAD2-1B发生突变的有10株,这2个基因同时发生突变的有6株。经过加代纯合后,检测转基因株系(T_(3)代)大豆籽粒的脂肪酸组分,发现油酸含量显著提升,最高达81.38%,而亚油酸含量则显著降低,获得了高油酸新种质。本研究采取多基因敲除策略,成功突变大豆基因GmFAD2-1A和GmFAD2-1B,并获得高油酸大豆突变体株系,为高油酸大豆育种提供了新的种质资源。