8月19日，我院刘巧泉教授团队联合国际水稻研究所Nese Sreenivasulu博士在植物学领域国际著名期刊《Trends in Plant Science》在线发表题为 Waxy Editing: Old Meets New 的评述性论文，系统介绍和评述了淀粉类作物中蜡质基因（Waxy, Wx）的自然等位变异及通过基因编辑技术精细调控Wx基因表达的相关研究进展。提出使用双管齐下的方法，通过结合“老”自然等位变异和“新”基因编辑技术，精确调控Wx表达和直链淀粉合成，以培育优质和健康的创新种质。

淀粉是农作物中可收获器官的最主要成分，是人类食物的主要能量来源。在禾本科、马铃薯和木薯等富含淀粉的作物中，直链淀粉含量是决定籽粒透明度、食品适口性、粘性和消化特性等的主要因素。蜡质基因负责直链淀粉合成，是作物品质改良中被广泛选择的一个老基因。Wx基因突变产生近乎100%的支链淀粉，称为糯淀粉。我国劳动人民早在两千多年前便意识到了稻米有糯与非糯之分。自上世纪80年代以来，淀粉类作物中的Wx基因及其多个优异等位变异被相继克隆。在栽培水稻中，Wx基因具有多个自然等位变异，在全球范围内的水稻驯化过程中稻米直链淀粉存在由高到低的选择趋势。中至低等直链淀粉含量的淀粉食品往往具有更好的适口性，而高直链淀粉食品尽管适口性较差，但在预防糖尿病和肥胖症等方面却是有益的。因此，协调直链淀粉含量对于培育具有优良食味又兼具健康的新型作物品种具有重要意义。新发展的基因组编辑技术为创建更多Wx有利等位变异进而精细调控直链淀粉含量提供了可能。通过基因组编辑获得的糯玉米已进入田间试验阶段。最近在水稻上的研究提供了创造新Wx等位基因和微调直链淀粉的有效方法，包括转录调节、转录后调节和翻译调节等基因编辑策略，为解决现有Wx自然等位基因的缺陷提供了方案。不同淀粉类作物的Wx基因序列高度保守，通过在不同淀粉类作物中、不同Wx等位基因背景下采取类似的策略可以创造更多直链淀粉含量变异和新型Wx等位基因。论文最后提出，可对Wx基因上控制表达的调控区域、影响酶活性、蛋白质稳定性、底物结合能力及磷酸化等的相关位点作为新编辑靶点，有可能培育出具有更好的适口性和低升糖指数的健康淀粉食品。

图 水稻蜡质基因：“老”自然变异和“新”编辑产生的等位基因

刘巧泉教授团队主要从事水稻品质性状遗传调控研究，近几年围绕水稻蜡质基因取得的创新性研究工作相继在《Molecular Plant》和《Plant Biotechnology Journal》等期刊上发表，该文是对近期相关研究论文的一个总结和评述。我院博士生黄李春为第一作者，我院刘巧泉教授和国际水稻研究所Sreenivasulu博士为论文共同通讯作者。