植物抗逆新策略：基于CRISPR/Cas9基因靶向技术精准敲入胁迫响应顺式元件

【编辑推荐】为应对植物非生物胁迫导致的生长抑制和经济损失，研究人员通过CRISPR/Cas9介导的基因靶向(GT)技术，在拟南芥候选基因启动子区精准敲入胁迫响应顺式元件(SRCEs)。该研究首次实现启动子时空表达精准调控，培育出的SRCE-KI植株在胁迫条件下表现出气孔快速关闭、水分流失减少等优势性状，为分子设计育种提供新范式。

　　

植物在生长过程中持续面临干旱、盐碱等非生物胁迫的威胁，这些环境压力不仅限制作物生长发育，更造成巨大的农业经济损失。传统育种多聚焦于蛋白质编码序列的改造，而本研究另辟蹊径，采用革命性的CRISPR/CRISPR相关蛋白9(Cas9)基因靶向技术，将精心设计的胁迫响应顺式作用调控元件(SRCEs)精准插入拟南芥关键基因的启动子区域。

这种被称为"基因打字机"的精准敲入(KI)技术，成功实现了对基因表达时空模式的微调。改造后的SRCE-KI植株展现出令人惊喜的表型：当遭遇环境胁迫时，其气孔能以"闪电战"速度关闭，叶片保水能力显著提升，氧化损伤标志物水平大幅降低。尤为重要的是，这些改良性状的获得并未伴随任何生长代价。

该研究突破性地证实，启动子区域的"分子手术"可成为作物改良的新利器。相比传统转基因方法，这种在天然基因座进行的顺式调控元件改造更具精准性和安全性。研究为植物抗逆机制研究开辟了新维度，其建立的CRISPR/Cas9-GT技术体系，为未来设计"智能响应型"作物提供了可推广的技术路线。这些发现或将改写分子育种领域的技术格局，为应对全球气候变化下的粮食安全挑战提供创新解决方案。