Wx基因（Waxy或Wx1）编码玉米颗粒结合型淀粉合成酶，是影响玉米籽粒中淀粉组成的关键酶。普通玉米种子中含25%的直链淀粉和75%的支链淀粉，而wx突变型玉米种子中全部为支链淀粉，其胚乳呈蜡样暗淡光滑外观，被称为糯玉米或蜡质玉米。糯玉米淀粉广泛应用于造纸、粘合剂及食品工业中。美国糯玉米年产量约万蒲式耳，种植面积约50万英亩。
在玉米中大约有个Wx突变基因型。其中，wx-c等位基因是糯玉米育种中使用最广泛的wx突变基因型。已有的糯玉米杂交种产量比同类非糯杂交种低5%左右，产量下降的原因尚不清楚，估计与杂交过程中的连锁累赘有关。
科迪华农业科技公司的研发人员以Wx基因为靶标，将包含两个gRNA、Cas9基因、筛选标记NPTII和提高转化效率的玉米形态基因Bbm、Wus2的6个载体，通过基因枪共转化入12个玉米骨干自交系中，创制出一系列包含两种Wx片段缺失型（-4kb和-6kb）的自交系并培育成糯玉米杂交种。整个过程在3年内完成，比常规方法快了1年多。25个试验点的测产结果表明，基因编辑的方式不仅能提高玉米支链淀粉含量，还可以消除传统育种杂交过程中产生的连锁累赘，从而将产量提高5.5蒲式耳/英亩。
美国农业部已确认，该基因编辑糯玉米产品不受传统转基因条例的监管，阿根廷、巴西、智利等国家也给出了相似的监管结论。该产品已经于年在美国中西部地区开始启动商业化生产。
NatureBiotechnology,09March.
SuperiorfieldperformanceofwaxycornengineeredusingCRISPR-Cas9
Author
HuirongGao*,MarkJ.Gadlage,H.ReneeLafitte……A.MarkCigan,N.DoaneChilcoatR.BobMeeley
*:ResearchandDevelopment,CortevaAgriscience,USA.
Abstract
WecreatedwaxycornhybridsbyCRISPR–Cas9editingofawaxyallelein12eliteinbredmaizelines,aprocessthatwasmorethanayearfasterthanconventionaltraitintrogressionusingbackcrossingandmarker-assistedselection.Fieldtrialsat25locationsshowedthatCRISPR-waxyhybridswereagronomicallysuperiortointrogressedhybrids,producingonaverage5.5bushelsperacrehigheryield.
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