苔麸（Tef）一种在埃塞俄比亚种植的古老谷物，是数百万人赖以生存的主粮和经济作物，也是有价值的饲料作物。然而倒伏限制了苔麸的生产，用传统的育种方法难以培育抗倒伏品种。近日，来自美国唐纳德植物科学中心的Donald J. MacKenzie和Getu Beyene的团队在Plant Biotechnology Journal杂志上在线发表了名为CRISPR/Cas9-Mediated Tetra-allelic Mutation of the ‘Green Revolution’ SEMIDWARF-1 (SD-1) Gene Confers Lodging Resistance in Tef (Eragrostis tef)的研究论文。在这篇文章中作者报道了使用CRISPR/Cas9系统敲除苔麸中与水稻 SEMIDWARF-1 (SD-1) 同源的基因，使苔麸矮化并提高了抗倒伏性。

赤霉素（GAs）可刺激植物茎的伸长，增加植株高度。GA-20氧化酶（GA-20 oxidase）作为GA生物合成及调控重要的酶，直接催化生成有生物活性的GAs。SD-1是一种编码GA-20氧化酶的基因，通过敲除苔麸中与水稻SD-1同源的基因能导致赤霉素缺乏，进而培育半矮化抗倒伏苔麸株系。

作者分析了Tef中先前鉴定到的四种GA-20氧化酶的氨基酸序列，选择与水稻SD-1序列同源性较高的ETSD-1作为敲除突变的靶基因。构建了农杆菌介导的Tef转化和再生系统，用含有p8660或p8702的农杆菌侵染2-3周幼苗的茎切段。在荧光显微镜下挑取表达绿色荧光蛋白基因(GFP)的愈伤组织，转移到再生培养基上。获得转基因T0代植株种植在土壤中，利用GFP标签对收获的T1代种子进行选择。

作者在Tef SD-1基因外显子区域设计了两个gRNAs进行敲除突变。经测序发现A和B亚基因组的两个靶基因被完全编辑。该基因在83%的材料中发生了移码突变。gRNA1位点的突变频率高于gRNA2位点，分别为83%和56%。sd -1的突变类型大多为插入或缺失(insertion or deletions)。

SD-1基因的突变会影响水稻茎秆和节间长度。作者对苔麸的SD-1敲除株系的株高进行测定。与野生型对照相比，T1和T2代的敲除株系的茎秆和节间长度变短，植株高度显著降低(p<0.001)。对温室种植的材料进行倒伏性鉴定，与对照相比，在抽穗期sd-1株系抗倒伏性显著增强。

作者用CRISPR/CAS9系统对苔麸的SD-1基因进行敲除，首次培育出半矮杆苔麸株系。证明了基因组编辑技术在提高苔麸抗倒伏性和其他重要性状方面的有巨大潜力。