近日，中國農業科學院植物保護研究所作物有害生物功能基因組研究創新團隊利用基因編輯技術敲除水稻感病基因，實現了對稻瘟病和白葉枯病的廣譜抗病性改良，相關研究成果發表在《植物學報(Journal of Integrative Plant Biology)》上。
據寧約瑟研究員介紹，稻瘟病（Rice blast）和白葉枯病（Bacteria leaf blight）是水稻最嚴重的真菌和細菌病害，嚴重威脅水稻的產量和品質。植物抗病基因（ R gene）賦予病原菌小種特異性抗性，而感病基因（ S gene）是病原菌成功侵染寄主必需的關鍵因子。通過遺傳雜交對抗病基因聚合是提高作物抗病性的重要手段，基因編輯技術的發展使改良感病基因成為提高抗病性的一種新策略。
該研究通過CRISPR/Cas9 基因編輯技術對一系列感病基因進行了敲除，抗病表型分析發現敲除感病基因 Pi21 或 Bsr-d1 增強了對稻瘟病的抗性，敲除感病基因 Xa5 增強了對白葉枯病的抗性。為了創制廣譜抗病新材料，該團隊進一步同時敲除了 Pi21 、 Bsr-d1 和 Xa5 三個感病基因，發現三敲除材料 pbx 顯著提高了水稻對稻瘟病和白葉枯病的廣譜抗性。與對照相比， pbx 三敲除材料的株高和千粒重等農藝性狀無明顯變化。該研究通過CRISPR-Cas9技術編輯水稻多個感病基因成功創制廣譜抗病材料，對水稻抗病分子育種和其它作物抗病性改良具有重要指導意義。
該研究得到國家自然科學基金和國家重點研發專項等項目的資助。 （通訊員 歐陽燦彬 ）
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13145
