一、项目简介

本发明属于植物基因工程与作物遗传改良领域，具体涉及棉花引导蛋白GhDIR5的功能鉴定及其在调控棉酚对映异构体生物合成中的应用。

棉酚是棉花中重要的萜类植保素，但因其毒性限制了棉籽蛋白和油脂的资源化利用。尤为关键的是，棉酚存在两种对映异构体：左旋棉酚和右旋棉酚。其中，左旋棉酚对人类及非反刍动物具有显著的生殖毒性，而右旋棉酚则基本无毒且保留了对病虫害的防御活性。

本发明的核心在于首次鉴定出引导蛋白（Dirigent protein）基因GhDIR5是控制左旋棉酚生物合成的关键基因。通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术特异性敲除GhDIR5，能够显著降低或消除棉籽中左旋棉酚的积累，同时不影响右旋棉酚及其他具有抗虫活性的萜类化合物的水平。这意味着，由此培育出的新型棉花材料，其棉籽的食用安全性得到根本性改善，而植株在田间对病虫害的天然抗性得以保留，实现了“安全”与“抗虫”性状的协同改良。

二、专利摘要

本发明提供了GhDIR5基因及其在改良左旋棉酚生物合成中的应用。具体地，本发明对棉花GhDIR5基因进行功能鉴定，通过分子生物学及转基因技术调控棉花GhDIR5基因的表达量，实现了对左旋棉酚生物合成的调节，获得了左旋棉酚含量显著下降的基因编辑棉花。本发明公开了棉花GhDIR5蛋白的功能与用途，尤其在控制棉酚生物合成、改善棉籽营养价值、且基本不影响抗虫性能方面，具有积极作用，具有广泛的应用前景。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请，申请号：202310543855.8，实质审查中；持有人项目编号：SIPPE22-09-1。

四、持有单位

中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式

张雯，wzhang@cemps.ac.cn，021-54924138。