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隆平高科水稻創新團隊通過編輯感病基因創制廣譜抗病水稻不育系新種質

發布時間:2021/12/17 14:02:43編輯:點擊率:


(來源:Plant Biotechnology Journal雜志)


水稻(Oryza sativa L.)是全球超過半數人口的主糧。然而,水稻在生產中常常遭受各種病原物的侵害,嚴重影響水稻安全生產以及稻米的品質,危害到全球與我國的糧食安全。由稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)引起的稻瘟?。≧ice blast)以及由水稻黃單胞細菌 (Xanthomonas oryzae) 引起的白葉枯?。˙acteria blight),分別是水稻最嚴重的真菌和細菌性病害,長期以來對我國水稻生產造成嚴重危害。培育對稻瘟病和白葉枯病具有廣譜抗性的水稻品種是育種家的首要目標之一。


近日,袁隆平農業高科技股份有限公司水稻首席專家楊遠柱團隊通過CRISPR/Cas9基因編輯技術組合敲除水稻的感病基因Bsr-d1, Pi21和ERF922,顯著提升了我國雜交水稻骨干不育系對稻瘟病和白葉枯病的廣譜抗病性。相關研究成果近日以題為“Engineering of rice varieties with enhanced resistances to both blast and bacterial blight diseases via CRISPR/Cas9”的研究論文發表于國際著名雜志Plant Biotechnology Journal。


論文作者利用CRISPR/Cas9基因編輯技術,對雜交水稻骨干不育系隆科638S的感病基因Bsr-d1, Pi21和ERF922進行敲除,抗病表型分析發現敲除Bsr-d1或Pi21或ERF922以及三基因敲除材料顯著增強了對稻瘟病的抗性,并且敲除ERF922的稻瘟病抗性比敲除Bsr-d1或Pi21的要強,而與三基因敲除材料無顯著區別。更為重要的是,研究發現敲除Pi21或ERF922顯著增強了對白葉枯病的廣譜抗性,獲得了同時對稻瘟病和白葉枯病具有廣譜抗性的雜交水稻骨干不育系新種質。與對照隆科638S相比,Bsr-d1, Pi21和ERF922單基因敲除材料的株高、分蘗數、穗長和穗粒數無明顯變化,而三基因敲除材料的株高和分蘗數與對照相比顯著降低。


袁隆平農業高科技股份有限公司周延彪副研究員與華中農業大學植物科學技術學院許世沖碩士為論文共同第一作者,袁隆平農業高科技股份有限公司楊遠柱研究員、周延彪副研究員與南京農業大學農學院譚俊杰教授為論文的共同通訊作者。湖南農業大學劉金靈副教授、姚威博士對該研究工作提供了大力幫助。該研究得到了國家自然科學基金、湖南省自然科學基金和湖湘青年英才項目的資助。


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