来源：植物生物技术Pbj
牵牛花是重要的园艺植物，由于能不停的长出新的花朵，其花期极长。但是由于牵牛花对乙烯敏感，对于每一朵花而言，在花朵开放的后期，随着乙烯的产生，开放的花朵会迅速衰老凋谢。延长牵牛花每一朵花的寿命，使牵牛花的鲜花时刻挂满枝头是种花人梦想与追求。
近日，国际知名杂志Plant Biotechnology Journal 在线发表了来自于韩国庆北大学和江源大学合作的题为“CRISPR/Cas9-mediated editing of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase1 (ACO1) enhances Petunia flower longevity”的研究论文，该研究通过CRISPR/Cas9介导的基因编辑方法突变ACO1后显著延长了牵牛花的寿命。
图1 ACO1敲除的矮牵牛花寿命显著延长
花朵的凋谢和乙烯的含量有着千丝万缕的联系。在本项研究中，研究人员首先分析了矮牵牛品种“幻想玫瑰”从花芽生长到花朵盛开的7个时期中乙烯合成关键酶ACO家族的表达变化，在这7个时期中ACO1/3/4均呈现出表达量逐步升高的趋势，这与花朵中乙烯含量的升高高度吻合。其中ACO1的表达量远远高于其同源基因ACO3和ACO4，因此作者选取了ACO1作为目标研究对象，通过CRISPR/Cas9介导的基因编辑方法，对ACO1进行了敲除突变。
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首先，作者设计了两条sgRNA1/2,通过PEG转化的方法将Cas9-sgRNA核酸蛋白复合体进行原生质体转化并测序分析，选取了编辑效率更高的sgRNA1并构建载体，通过农杆菌介导的转化法转化牵牛花叶盘，同时转化空载体作为对照。对最终获得的127株转基因再生T0植株ACO1靶标区域测序表明，共31.5%的植株发生突变。在突变的植株中，纯合突变，杂合突变和嵌合突变分别占2.5%，15%，82.5%。对ACO1同源基因ACO3/4的sgRNA1标靶同源区域进行测序没有发现脱靶现象。
尽管sgRNA靶向的是外显子区域，但绝大部分突变植株ACO1的表达量也出现了显著下调。表型分析表明，不同的代表性T0突变植株均表现出乙烯含量的显著降低和花朵寿命的显著延长，同时这一表型能够稳定遗传给T1后代而不改变植株的营养生长和花器官的形态。这一研究表明CRISPR/Cas9可以作为有效的工具用于园艺植物的定向改良。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13197
