如其他作物一样,苜蓿经典的叶圆盘转化方法整个周期需要6～8个月,一旦基因组编辑位点失败或不能获得基因组编辑纯合的株系,势必会增加基因组编辑苜蓿的工作量和延长其产生的周期,因此需要发展快速可靠的苜蓿基因组编辑体系。作物基因组编辑如果能够在当代获得纯合的株系,将会大大降低下一代筛选鉴定的周期和工作量。基于此原因,本研究选择豆科牧草的模式植物蒺藜苜蓿作为基因组编辑研究的材料,利用毛状根培养系统具有诱导效率高、生长迅速且每条根系大多来自单个细胞的优点,建立基于毛状根培养系统的苜蓿CRISPR/Cas9基因组编辑体系,并开发快速产生苜蓿CRISPR/Cas9基因组编辑纯合植株的方法。本研究优势在于:1)筛选鉴定周期缩短:发根农杆菌侵染外植体后10-14 d即开始产生毛状根。毛状根生长10-14 d作为S0代,以后10-14 d即可繁殖一代,最多需要2个月的时间即可繁殖出S2代。所以经发根农杆菌侵染外植体后1-2个月即可鉴定获得纯合毛状根根系。显著缩短获得基因组编辑纯合系的周期。2)纯合编辑率大大提高:在经过S0、S1和S2代毛状根的酶切鉴定后,获得纯合编辑毛状根根系的几率高达80%以上。3)纯合编辑植株的获得量大:通过纯合编辑毛状根根系诱导愈伤,进行再生,获得的再生植株几乎100%全为纯合编辑,较之于大量筛选转化材料而言,后续筛选的工作量减少,毛状根再生获得纯合编辑植株的数量增多。