花生（Arachis hypogaea L.）是一种重要的油料和食品作物，因其富含油脂、蛋白质和多种营养成分而被广泛应用于食品工业。
香味是影响食品吸引力和风味质量的关键特性。例如，香米因其独特的香气而受到全球欢迎。香米的香味特性由BADH2基因调控，该基因编码甜菜碱醛脱氢酶2（BADH2）。当BADH2功能被破坏时，会产生2-乙酰-1-吡咯啉（2-AP），这是香米香味的关键化合物。CRISPR/Cas9系统作为一种精确的基因组编辑工具，已被成功用于多种作物的BADH2基因敲除，从而培育出香味品种，但在花生中尚未有相关报道。2025年2月14日，Journal of Integrative Plant Biology在线发表了河南省农业科学院张新友院士、石磊团队合作的最新研究成果：‘Creation of fragrant peanut using CRISPR/Cas9’，该团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功培育出具有香味的花生品种。作者通过比对水稻BADH1和BADH2的氨基酸序列，在花生参考基因组中鉴定出四个同源基因，分别位于花生的1、5、11和15号染色体上，命名为AhBADH1A、AhBADH1B、AhBADH2A和AhBADH2B，并通过表达分析确定这些基因在不同组织中的表达模式。作者选取24个突变株系进行再生培养，包括单突变体、AhBADH1和AhBADH2的双突变体以及四基因突变体。对T0代植株进行香味检测，发现只有四基因突变体植株散发出强烈的香味。对突变株系的主茎长、侧枝长、荚果数和种子产量等主要农艺性状进行分析，发现突变株系与野生型之间没有显著差异。突变株系的油含量显著高于野生型，且脂肪酸成分也发生了变化。为实现花生香气性状的改良，作者设计了两个sgRNA，分别针对AhBADH1（AhBADH1A和AhBADH1B）和AhBADH2（AhBADH2A和AhBADH2B）的保守区域。通过构建CRISPR/Cas9载体，并采用粒子轰击法将其导入花生品种Yuhua9326中，在490个潮霉素抗性转基因株系中，89.6%的株系在目标位点上发生了编辑，编辑效率分别为83.7%、85.2%、86.7%和84.1%。这表明CRISPR/Cas9系统在花生中具有高效的基因编辑能力。在T0代植株中，只有四基因突变体（同时敲除AhBADH1和AhBADH2）散发出强烈的香味。进一步对T1代种子进行2-AP含量测定，结果显示突变株系中2-AP含量显著高于野生型，其中#151-1株系的2-AP含量最高，达到0.10 mg/kg，远高于野生型YH9326的检测不到的水平（P < 0.01）。研究还对突变株系的农艺性状进行了分析。结果显示，突变株系在主茎长、侧枝长、荚果数和种子产量等主要农艺性状上与野生型没有显著差异，但油含量显著提高，脂肪酸成分也发生了变化。这表明香味花生的培育并未对主要农艺性状产生负面影响。（图1）全基因组重测序结果显示，突变株系中未检测到脱靶效应，且所有转基因均精准插入到Cas9切割位点（PAM序列上游3 bp处），进一步证明了CRISPR/Cas9系统的高效性和精准性。
该研究通过基因编辑技术成功培育出香味花生品种，不仅为花生的风味改良提供了新的思路，还为开发高附加值的花生新品种奠定了基础。香味花生的出现有望提升花生在食品加工和消费市场中的竞争力，满足消费者对高品质食品的需求。（来源：科研Plus)
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