本硕博毕业于山东农业大学，山西农大教授以通讯作者身份在一区Top期刊上发表研究论文

近日，山西农业大学农学院在Plant Biotechnology Journal上发表题为“CRISPR/Cas9-Mediated Base Editing of SiGS1 Confers Glufosinate Resistance in Foxtail Millet (Setaria italica)”的研究成果。农学院2023级硕士研究生陈嘉怡为文章第一作者，农学院谷子产业化技术创新团队王家刚教授、王宏智老师和原向阳教授（团队首席）为文章的共同通讯作者。

该研究通过腺嘌呤碱基编辑器（ABE8e）对SiGS1基因进行精确编辑，成功产生了S59G-T60A（SGTA）突变，同时编辑植株对草铵膦表现出稳定的抗性。

通过对SiGS1的碱基编辑培育出抗草铵膦的谷子品种

该研究系统鉴定了谷子中的SiGS基因家族，共鉴定出五个SiGS基因成员，其中SiGS1与水稻OsGS1具有最高的序列同源性，提示其在功能上可能具有保守性。qRT-PCR分析显示，SiGS1在各组织中的表达水平较为均衡。亚细胞定位实验进一步证实该蛋白定位于细胞质，与其作为谷氨酰胺合成酶的功能定位一致。为探索其在草铵膦抗性中的潜在应用价值，研究团队构建了SiGS1过表达系与敲除系，然而植株对草铵膦的耐受性提升有限，未能实现显著抗性改良。基于自然界中已报道的抗性突变（如牛筋草中S59G突变）可有效降低草铵膦与靶标酶结合能力的机制，本研究采用精准基因编辑策略，旨在通过编辑SiGS1基因本身以实现功能优化。利用高效腺嘌呤碱基编辑器ABE8e，成功实现了对SiGS1基因的定点编辑，获得携带S59G-T60A（简称SGTA）突变的纯合植株。经草铵膦处理后，编辑植株表现出稳定且显著的抗性表型。生理分析结果表明，相较于野生型，抗性植株中谷氨酰胺合成酶（GS）活性显著提高，多种抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性亦明显增强，有效缓解了草铵膦诱导的氧化损伤；同时，光合色素含量得以较好维持，叶片生理状态更为稳健。尤为关键的是，SiGS1-SGTA纯合植株在生长发育过程中未出现明显抑制，主要农艺性状与野生型相比基本一致，仅千粒重略有下降，表明该精准编辑策略在赋予强抗性的同时，最大程度保留了植株正常的生长性能和产量潜力。