CRISPR/ cas9介导的芥蓝脂肪酸组成的改良

Sjur Sandgrind ¹，学苑李 ¹，Emelie Ivarson ¹，王余生 ¹，鲁伊·关 ¹，Selvaraju Kanagarajan ¹而且李华朱 ^{1 *}

• ¹瑞典农业科学大学，瑞典阿尔纳普，瑞典

野生种田芥(Lepidium campestre)有潜力成为适应北欧气候的新型覆盖物和油籽作物。然而，由于它的多不饱和脂肪酸(PUFAs)和芥酸(C22:1)含量高，目前它的籽油不适用于大多数食品、饲料和工业应用。由于这些不良脂肪酸的生物合成是由少数已知的主显性基因控制的，因此使用CRISPR/Cas9敲除这些基因将更有效地改善种子油的品质。为了提高理想油酸(C18:1)的水平，并降低PUFAs和C22:1的含量，我们使用原生质为基础的CRISPR/Cas9基因敲除系统，针对三个重要基因脂肪酸ELONGASE1 (FAE1)，脂肪酸DESATURASE2 (FAD2)和还原油酸DESATURASE1 (ROD1)。通过敲除FAE1，我们获得了几乎没有C22:1的突变系，但C18:1增加了30%，而野生型增加了13%。敲除ROD1导致C18:1增加到23%，并适度但显著地减少PUFAs。敲除FAD2，结合FAE1/ FAE1杂合基因型，得到C18:1含量高达66%的突变系，PUFAs含量极低，C22:1含量显著降低。我们的结果清楚地显示了CRISPR/Cas9在快速改良田芥性状方面的潜力，这将加速其驯化过程。本研究中产生的突变系可用于进一步育种，将田芥培育成可活作物。