陜西
紫花苜蓿（ Medicago sativa L.） 是全球栽培面積最大的高蛋白飼草， 因其良好的營養價值和口感而 被譽為“牧草之王” 。 提高紫花苜蓿產量是 最 重要育種目標之一 ， 增加種植密度 以 提升單位面積的產量 是 一種有效的 解決方法 。然而，高密度種植可能會觸發植物 的避蔭反應 （ Shade Avoidance Response ， SAR），導致植株伸長生長和倒伏率增加 、 分蘗和分枝減少 、 早期開花和衰老， 最終 導致產量大幅降低 。因此，為了實現單位面積最大產量，創制能夠緩解SAR的理想株型新品種是有效的解決途徑。
葉柄角度（ Leaf Petiole Angle ， LPA）是植株結構的一個關鍵特性，也是 豆科 作物遺傳改良的目標 性狀 。在高密度種植下，直立的葉片可以更好地捕獲光線從而提高光合效率和通風，最終提高產量 ，但目前 適應 高密度種植 的紫花 苜蓿 品種 仍然非常缺乏 。
近日， 中國科學院昆明植物研究所青藏高原植物進化與適應專題組 在
Plant Science上發表了題為CRISPR/Cas9-mediated gene editing ofMsCLE3aconfers compact alfalfa architecture的研究論文。該研究 利用CRISPR/Cas9技術靶 向敲除 了 紫花苜蓿的 MsCLE3a ，獲得5個純合突變體。 Mscle3a 突變體 植株 的 葉夾角較野生型顯著減小，植株結構緊湊，分枝數與鮮重顯著增加。冷凍掃描電鏡（Cryo-SEM）結果顯示， Mscle3a 突變體的 葉柄遠軸面細胞顯著伸長導致 LPA 減小 。 轉錄組 和 qRT -PCR分析進一步揭示 Mscle3a 突變體中油菜素內酯生物合成基因的下調 表達 ，這可能是調節葉夾角機制的基礎。該研究 創制了一個LPA減小的 紫花苜蓿 新種質 并初步解析了LPA減小的分子機制 ， 為高密度種植紫花苜蓿提供了新的材料 ， MsCLE3 a 的同源基因 也 有望應用于其它豆科 作物 以 創制理想株型 新品種 。
WT和Mscle3a突變紫花苜蓿的表型
中國科學院昆明植物研究所博士研究生李和繁和李程為論文的共同第一作者，孫旭東副研究員和段元文研究員為論文共同通訊作者。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2025.112532
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