小麥的高效種植與除草劑的有效應(yīng)用密不可分。二硝基苯胺作為微管組裝干擾劑，具有高效、低毒和除草譜的特點(diǎn)，應(yīng)用潛力較大。然而，二硝基苯胺的土壤殘留會(huì)影響小麥萌發(fā)生長(zhǎng)，鮮有小麥品種耐受該藥劑，這大大限制了其在小麥生產(chǎn)中的應(yīng)用。CRISPR的腺嘌呤堿基編輯器（ABE）是作物育種的有力工具。然而，在小麥等多倍體作物中，常需要同時(shí)突變多個(gè)等位基因來(lái)實(shí)現(xiàn)快速育種?，F(xiàn)有ABE編輯效率較低，應(yīng)用受到限制。
近日，山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授馬長(zhǎng)樂(lè)團(tuán)隊(duì)在《作物學(xué)報(bào)（英文版）》在線發(fā)表研究論文。研究團(tuán)隊(duì)利用新創(chuàng)建的小麥高效腺嘌呤編輯器WhieABE8e，對(duì)小麥α類tubulin基因進(jìn)行多位點(diǎn)精準(zhǔn)突變，實(shí)現(xiàn)了小麥抗二硝基苯胺種質(zhì)的快速創(chuàng)制，為小麥抗除草劑品種改良提供了參考。
腺嘌呤脫氨酶（TadA）是ABE的重要功能組分。2020年，David Liu團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了新型脫氨酶TadA8e，用于ABE后比之前版本的TadA7.10編輯效率顯著提高。TadA8e近期已在植物中獲得應(yīng)用，并在水稻中被證明優(yōu)于TadA7.10。在同期研究中，該文作者采用TadA8e，結(jié)合編輯器結(jié)構(gòu)優(yōu)化和小麥密碼子優(yōu)化，構(gòu)建出小麥高效腺嘌呤編輯器WhieABE8e。通過(guò)檢測(cè)其對(duì)小麥原生質(zhì)體中GFP-mCherry報(bào)告系統(tǒng)和內(nèi)源靶基因以及植株中tubulin的編輯情況，證明小麥中TadA8e介導(dǎo)的腺嘌呤編輯效率優(yōu)于TadA7.10。
Tubulin是二硝基苯胺類除草劑的作用靶點(diǎn)。已有研究發(fā)現(xiàn)，牛筋草和水稻中α類tubulin的Met-268-Thr突變可以提高植物對(duì)該藥劑的耐受性。該文作者鑒定到小麥的α類tubulin基因，并使用WhieABE對(duì)抗性相關(guān)保守位點(diǎn)精確編輯，在多個(gè)tubulin位點(diǎn)同時(shí)實(shí)現(xiàn)Met to Thr的突變，獲得了有效耐受二硝基苯胺類除草劑的小麥種質(zhì)材料，為小麥抗除草劑品種改良提供參考。
