近日，中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队利用基因编辑技术敲除水稻感病基因，实现了对稻瘟病和白叶枯病的广谱抗病性改良，相关研究成果发表在《植物学报（Journal of Integrative Plant Biology）》上。
据宁约瑟研究员介绍，稻瘟病（Rice blast）和白叶枯病（Bacteria leaf blight）是水稻最严重的真菌和细菌病害，严重威胁水稻的产量和品质。植物抗病基因（ R gene）赋予病原菌小种特异性抗性，而感病基因（ S gene）是病原菌成功侵染寄主必需的关键因子。通过遗传杂交对抗病基因聚合是提高作物抗病性的重要手段，基因编辑技术的发展使改良感病基因成为提高抗病性的一种新策略。
该研究通过CRISPR/Cas9 基因编辑技术对一系列感病基因进行了敲除，抗病表型分析发现敲除感病基因 Pi21 或 Bsr-d1 增强了对稻瘟病的抗性，敲除感病基因 Xa5 增强了对白叶枯病的抗性。为了创制广谱抗病新材料，该团队进一步同时敲除了 Pi21 、 Bsr-d1 和 Xa5 三个感病基因，发现三敲除材料 pbx 显著提高了水稻对稻瘟病和白叶枯病的广谱抗性。与对照相比， pbx 三敲除材料的株高和千粒重等农艺性状无明显变化。该研究通过CRISPR-Cas9技术编辑水稻多个感病基因成功创制广谱抗病材料，对水稻抗病分子育种和其它作物抗病性改良具有重要指导意义。
该研究得到国家自然科学基金和国家重点研发专项等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1111/jipb.13145
日期：2021-07-08
