中科院遗传与发育所高彩霞研究团队的最新研究研发出可通过精确、分级下调基因表达来调节植物表型的方法。2023年3月9日，国际学术期刊《自然-生物技术》发表了这一成果。
研究人员研发了一种有效、简便的通过工程化上游开放阅读框（uORF）将基因表达下调到可预测所需水平的方法。研究人员使用碱基编辑或引物编辑来生成从头uORF，或通过改变其终止密码子来扩展现有的uORF。通过结合这些方法，研究人员生成了一套uORF，这些uORFs逐渐将初级开放阅读框（pORF）的平移下调到野生型的2.5-84.9%。
通过编辑OsDLT的5'非翻译区域（该区域编码GRAS家族的成员并参与油菜素类固醇转导途径），与预测一致，研究人员获得了一系列具有不同株高和分蘖数的水稻植物。该研究提供了一种有效的方法来获得具有性状分级表达的基因组编辑植物。
研究人员表示，控制基因表达和产生定量表型变化对于在作物中培育新的和期望的性状至关重要。
附：英文原文
Title: Tuning plant phenotypes by precise, graded downregulation of gene expression
Author: Xue, Chenxiao, Qiu, Fengti, Wang, Yuxiang, Li, Boshu, Zhao, Kevin Tianmeng, Chen, Kunling, Gao, Caixia
Issue&Volume: 2023-03-09
Abstract: The ability to control gene expression and generate quantitative phenotypic changes is essential for breeding new and desired traits into crops. Here we report an efficient, facile method for downregulating gene expression to predictable, desired levels by engineering upstream open reading frames (uORFs). We used base editing or prime editing to generate de novo uORFs or to extend existing uORFs by mutating their stop codons. By combining these approaches, we generated a suite of uORFs that incrementally downregulate the translation of primary open reading frames (pORFs) to 2.5–84.9% of the wild-type level. By editing the 5′ untranslated region of OsDLT, which encodes a member of the GRAS family and is involved in the brassinosteroid transduction pathway, we obtained, as predicted, a series of rice plants with varied plant heights and tiller numbers. These methods offer an efficient way to obtain genome-edited plants with graded expression of traits.
DOI: 10.1038/s41587-023-01707-w
Source: https://www.nature.com/articles/s41587-023-01707-w
Nature Biotechnology：《自然—生物技术》，创刊于1996年。隶属于施普林格·自然出版集团，最新IF：68.164
官方网址：https://www.nature.com/nbt/
投稿链接：https://mts-nbt.nature.com/cgi-bin/main.plex
本期文章：《自然—生物技术》：Online/在线发表
