目前，利用基因编辑技术编辑氮素同化相关基因，提高小麦氮素利用效率的研究还未见报道。该研究从冬小麦品种“郑麦7698”中分离鉴定出水稻ARE1同源基因。ARE1是一个重要的氮素同化途径的负调控因子。水稻中ARE1的功能缺失型突变体可以延缓植株衰老并可在氮素有限的条件下提高水稻产量。进一步通过CRISPR/Cas9技术靶向编辑TaARE1基因，经过后代分离，成功获得了系列无转基因小麦taare1突变体。在缺氮和不同供氮条件下的水培试验中，不同突变株系的根皮层细胞体积显著增大，细胞数量增加。研究还发现，与野生型对照相比，在氮饥饿条件下，不同的突变株系中参与氮素吸收、运输和同化的关键基因均被不同程度的诱导。田间试验结果表明，在同等种植条件下，与野生型对照相比，所有突变体的植株衰老明显延缓，粒长和千粒重均有明显增加。
该研究得到了中国农科院农科英才“领军人才”特支计划等项目的资助。
