草莓的红色外观并非简单由单一基因决定，而是受复杂遗传网络调控。栽培草莓（Fragaria × ananassa）为八倍体，拥有八套染色体，多数基因存在多个高度相似的拷贝（同源基因），这导致传统育种或基因操作难以精准改变特定性状而不影响其他功能。近日，韩国公州大学、韩国国立园艺与草药科学研究所、忠北大学及美国佛罗里达大学的研究人员合作，利用CRISPR/Cas9技术，仅针对一个优势表达的MYB10基因拷贝进行编辑，便成功将红色草莓转化为稳定的白色果实。该成果发表于《Horticulture Research》期刊，为多倍体作物的精准遗传改良提供了全新策略。

花青素合成与MYB10的关键作用

草莓果实的红色主要源于花青素（anthocyanins）的积累，这是一类通过严格调控的生物合成途径产生的色素。该途径中，MYB10转录因子是核心调控因子，它能够激活多个花青素合成相关基因的表达。然而，由于栽培草莓是八倍体，MYB10基因存在多个拷贝，且各拷贝对基因表达的贡献并不均等。这种冗余性使得传统遗传研究面临挑战：若编辑的拷贝功能较弱，可能无法产生可见的表型变化。自然界中存在的白色草莓品种提示特定MYB10变异可能决定果实颜色，但要在商业品种中确认单个拷贝的功能仍十分困难。

精准编辑MYB10-1B实现白色果实

研究团队首先通过转录组分析确定了在红色果实成熟过程中，MYB10-1B拷贝是优势表达基因，而其他拷贝表达量极低，且无法在MYB10-1B失活时进行功能补偿。基于此，他们设计了CRISPR/Cas9系统，利用同源基因间的微小序列差异，实现了对MYB10-1B的特异性编辑，同时避免影响其他近缘拷贝。经过编辑的植物通过高分辨率熔解曲线分析、靶向扩增子测序和全基因组重测序验证，结果显示白色果实植株携带MYB10-1B的纯合或双等位突变，且全基因组范围内脱靶效应极小。值得注意的是，果实呈白色但种子仍为红色，表明色素调控存在组织特异性。进一步基因表达分析显示，MYB10-1B的失活显著降低了花青素合成关键基因CHS、DFR和ANS的表达水平，证实了MYB10-1B是控制草莓花托颜色的关键遗传开关。

多倍体育种的精准化变革

该研究的通讯作者表示：“这项工作表明，在多倍体作物中，精准性比全面敲除更为重要。我们证明，编辑单个优势表达的同源基因足以驱动显著且稳定的表型变化，同时减少非预期效应，为复杂基因组作物的功能基因组学和育种开辟了新途径。”这一策略不仅适用于白色草莓的生产，还可能应用于其他多倍体水果和蔬菜的性状改良，如风味、营养含量和抗逆性等。通过编辑特定优势基因拷贝而非破坏所有相关拷贝，同源基因特异性编辑能够赋予育种者更强的控制力，同时保留现有品种的优良遗传背景。随着高质量参考基因组的完善和CRISPR设计精度的提高，这种精准靶向策略在多倍体作物复杂性状改良中的应用前景将更加广阔。