抽穗期是影响水稻品种季节适应性和区域适应性的关键农艺性状。对于特定区域，早抽穗品种不能充分利用光温资源，难以获得高产。晚抽穗品种在灌浆期可能会遇到霜冻胁迫，也会导致产量下降或无法收获。因此抽穗期合适的品种可以最大限度地规避前期高温、后期冷害等不利气候条件，实现最佳产量潜力。利用基因编辑可以更精确快速地改变水稻的抽穗期，但直接敲除调控抽穗期的重要基因会引起抽穗期的大幅度改变且伴随重要农艺性状的变化，因此定量调整优良品种的抽穗期以适应更广泛区域仍存在挑战。
针对这个精细调控抽穗期问题，南京农业大学万建民院士团队在Plant Biotechnology Journal发表了题为“Fine tuning rice heading date through multiplex editing of the regulatory regions of key genes by CRISPR-Cas9”的研究论文。该研究开发了一种基于CRISPR-Cas9名为High-efficiency Multiplex Promoter-targeting (HMP) 的启动子编辑技术，利用该技术对重要抽穗期调控基因的启动子区域的高效编辑，定量调控靶基因的表达，获得了水稻种质抽穗期的连续变异，可对现有优良品种的抽穗期进行调控，扩大优良品种的适宜种植区域。
图1 利用HMP技术获得的Hd1 启动子编辑系发生抽穗期的连续变异
HMP技术通过sgRNA和tRNA的串联，同时靶向单个基因启动子区域的多个靶点，在靶基因的顺式调控区域产生等位基因变异，可以不同程度地改变目标基因的表达量，从而对重要农艺性状实现定量调节。该研究团队以高产、良好食用品质的宁粳8号（NJ8）为研究背景，通过HMP策略靶向抽穗期调控基因Hd1启动子获得的编辑系抽穗期在Hd1功能缺失突变体和NJ8抽穗期之间的全范围定量变异。并通过田间试验在江苏高纬度地区对最佳适配品系进行现场筛选，成功选育出高产品种宁粳8号（NJ8）的轻度早抽穗优质表型种质。此外研究团队利用HMP技术对其他抽穗期调控基因Ghd7和DTH8启动子的靶向编辑都产生了高丰度突变，并实现了抽穗日期的定量变化。
研究团队通过HMP策略对抽穗期调控基因的启动子靶向编辑获取了优良品种的抽穗期定量变化，从而有利于筛选出抽穗期适宜不同生态区的改良材料，为将优良品种推广到更广阔的区域，实现品种效益最大化提供了工具。
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