小麦的高效种植与除草剂的有效应用密不可分。二硝基苯胺作为微管组装干扰剂，具有高效、低毒和除草谱的特点，应用潜力较大。然而，二硝基苯胺的土壤残留会影响小麦萌发生长，鲜有小麦品种耐受该药剂，这大大限制了其在小麦生产中的应用。CRISPR的腺嘌呤碱基编辑器（ABE）是作物育种的有力工具。然而，在小麦等多倍体作物中，常需要同时突变多个等位基因来实现快速育种。现有ABE编辑效率较低，应用受到限制。

近日，山东师范大学生命科学学院教授马长乐团队在《作物学报（英文版）》在线发表研究论文。研究团队利用新创建的小麦高效腺嘌呤编辑器WhieABE8e，对小麦α类tubulin基因进行多位点精准突变，实现了小麦抗二硝基苯胺种质的快速创制，为小麦抗除草剂品种改良提供了参考。

腺嘌呤脱氨酶（TadA）是ABE的重要功能组分。2020年，David Liu团队开发了新型脱氨酶TadA8e，用于ABE后比之前版本的TadA7.10编辑效率显著提高。TadA8e近期已在植物中获得应用，并在水稻中被证明优于TadA7.10。在同期研究中，该文作者采用TadA8e，结合编辑器结构优化和小麦密码子优化，构建出小麦高效腺嘌呤编辑器WhieABE8e。通过检测其对小麦原生质体中GFP-mCherry报告系统和内源靶基因以及植株中tubulin的编辑情况，证明小麦中TadA8e介导的腺嘌呤编辑效率优于TadA7.10。

Tubulin是二硝基苯胺类除草剂的作用靶点。已有研究发现，牛筋草和水稻中α类tubulin的Met-268-Thr突变可以提高植物对该药剂的耐受性。该文作者鉴定到小麦的α类tubulin基因，并使用WhieABE对抗性相关保守位点精确编辑，在多个tubulin位点同时实现Met to Thr的突变，获得了有效耐受二硝基苯胺类除草剂的小麦种质材料，为小麦抗除草剂品种改良提供参考。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cj.2021.08.0086