塑造合理的株高是培育高产玉米品种的重要前提。“半矮秆”育种曾引发世界范围内的绿色革命；适当的株高（PH）可以有效减少倒伏、促进同化物向生殖器官的转移、促进源库关系的平衡和协调、利于合理密植和机械化作业，从而极大地促进玉米生产。然而，到目前为止，一方面因为大部分矮杆基因多连带有负面效应，另一方面不同玉米种质降杆改良的幅度需求不同，造成实际可用的玉米株高策略仍然缺乏。

近日，中国农业科学院生物技术研究所、安徽农业大学和华南农业大学合作在Plant Biotechnology Journal期刊上发表了题为 “CRISPR/Cas9-Mediated Genomic Editing of Brachytic2 Creates Semi-dwarf Mutant Alleles For Tailored Maize Breeding”的研究论文，报道了一种通过选择性基因编辑玉米Br2基因，实现玉米株高普适性连续降低的改良策略，为玉米耐密、抗倒伏株型改良提供了重要的基因资源和技术支撑。

该研究通过多基因组比对选择基因编辑靶点，对 Br2 的第五外显子进行选择性编辑，实现了7种具有不同（连续）降杆效应等位基因型的创制，并找到了两种降杆不减产的等位基因M1和M2。通过与大量育种亲本进行杂交实验发现，作者所设计的基因编辑载体几乎可以对任意玉米自交系进行普适性的有效编辑和连续降杆改良。

图1：选择性编辑Br2基因实现玉米株高的连续降低

为了提高玉米株高定向改良效率，研究人员进一步的创制了基于Br2基因的“单倍体介导的基因组编辑（IMGE）”系统，并实现两代内对玉米骨干自交系进行快速株高改良。

图2. 所设计的Br2基因编辑载体具有普适性的连续降杆改良效应

图3. 创制基于Br2的IMGE系统实现骨干自交系的快速 (2代内) 株高改良

生物技术所已毕业博士赵斌斌（现就职于安徽农业大学）和在读博士生夏战超为本文的第一作者，中国农业科学院生物技术研究所王宝宝研究员和华南农业大学王海洋教授为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接：

http://doi.org/10.1111/pbi.14571