大豆e1-as基因突变体的创制及生理分析

　　

摘要：

大豆是光周期高度敏感植物，E1基因是大豆光周期开花机制中的一个核心基因。本研究通过CRISPR/Cas9基因编辑技术构建E1基因编辑载体，并转化大豆Williams 82。对E1基因的PCR扩增产物进行测序发现，T₁代植株中有基因编辑发生，进而培育T₂代；通过对T₂代e1-as-79突变体基因测序发现，E1基因在靶点1处发生了单碱基插入，导致编码序列提前终止。e1-as-79突变体的T₃代植株开花时间比野生型大豆早(10±2) d，新出复叶叶绿素的测定值比野生型大豆低(6±2) μg g^?1，完全展开复叶叶绿素含量比野生型大豆低(10±4) μg g^?1。突变体植株的花粉萌发率比野生型大豆低8%±1%，突变体植株在0.25、0.50、1.00和2.00 h时的花粉管长度分别为(33.96±5.00)、(74.14±5.00)、(142.86±5.00)和(183.50±5.00) μm，而野生型大豆在同等时间上的花粉管长度分别为(46.08±5.00)、(118.89±5.00)、(228.35±5.00)和(307.72±5.00) μm。根据性状对e1-as-79突变体和野生型进行转录组分析，共发现3615个差异基因，其中FT2a和FT5a的表达上升，推测这2个基因可能导致植株早花。