高效CRISPR基因组编辑平台在二倍体-多倍体模型系统婆罗门参（菊科）中的开发与应用

为解决多倍体基因组进化机制不清的问题，研究人员在二倍体T. porrifolius(2x)和异源四倍体T. mirus(4x)中建立了高效CRISPR/Cas9系统，成功敲除控制花青素合成的二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因，71.4%的T0代四倍体个体实现全部四个DFR等位基因编辑，突变性状稳定遗传至T1代，为多倍体功能基因组研究提供了突破性技术平台。

　　

多倍化（全基因组复制，WGD）作为重要的进化驱动力，其基因组调控机制却长期笼罩在迷雾中，这主要受限于缺乏合适的模式体系来捕捉WGD的早期动态。菊科植物婆罗门参（Tragopogon）凭借其独特的二倍体-多倍体系统，成为解密多倍体进化密码的理想钥匙。

研究团队成功升级遗传转化体系，在二倍体T. porrifolius(2x)和异源四倍体T. mirus(4x)中构建了高效的CRISPR/Cas9基因编辑平台。瞄准花青素合成的关键开关——二氢黄酮醇4-还原酶（Dihydroflavonol 4-reductase, DFR）基因，研究者们实现了精准"基因剪刀"操作。令人振奋的是，所有转基因四倍体T. mirus个体至少携带一个DFR突变等位基因，更有71.4%的T₀代个体完成全部四个DFR等位基因的编辑壮举。

这些经过基因编辑的植株展现出显著的表型变化——花青素合成完全阻断，更关键的是这些突变特征稳定遗传至T₁代。这项研究不仅建立了首个能完成完整生命周期的婆罗门参基因组编辑体系，更搭建起探索多倍体基因组进化奥秘的"分子显微镜"。该技术框架为其他非模式生物的基因编辑研究提供了可复制的技术路线，在解析全基因组复制对复杂性状影响的科研征程中，开辟了从基础研究到应用转化的全新赛道。