CRISPR/Cas9介导的BjTT8基因敲除调控芥菜种子黄化性状及类黄酮代谢通路研究

这篇研究通过CRISPR/Cas9技术精准敲除芥菜（Brassica juncea）的TT8基因同源对（BjTT8A/B），成功创制了稳定遗传的黄色种皮新种质。研究揭示了TT8作为bHLH转录因子通过MBW复合体（MYB-bHLH-WD40）调控原花青素（PA）生物合成的分子机制，证实突变体种子中黄烷-3-醇单体（儿茶素/表儿茶素）完全缺失，且含油量显著提升。该成果为油料作物品质改良提供了新策略。

　　

Highlight

CRISPR/Cas9介导的靶向基因组编辑技术已广泛应用于多倍体作物的多拷贝基因精准修饰。在油菜籽-芥菜类作物中，该技术此前主要用于甘蓝型油菜（B. napus）的产量、含油量和油脂品质改良（Zaman等，2019；Gocal 2022）。而在芥菜（B. juncea）中，该技术此前仅用于过敏原和抗营养因子的去除研究（Raipuria等，2021）。

Discussion

本研究首次在芥菜中实现CRISPR/Cas9介导的TT8基因双同源体同步敲除，成功创制黄色种皮材料。值得注意的是，黄化表型在T₁代种子中即可显现，实现了单世代育种突破。突变体种皮颜色性状在T₂/T₃代仍稳定遗传，甚至在脱除T-DNA的株系中依然保持。转录组分析显示，TT8缺失导致类黄酮通路关键基因（如DFR、BAN等）表达显著下调，这与拟南芥中TT8通过MBW复合体调控PA合成的机制高度保守（Baudry等，2004）。

Conclusion

本研究首次利用CRISPR/Cas9技术创制了黄籽芥菜新种质。TT8基因敲除不仅改变了种皮颜色性状，还通过下调类黄酮生物合成通路显著提高了种子含油量。该成果为理解十字花科作物种皮颜色形成的分子机制提供了新见解，并为油料作物品质改良开辟了新途径。