研究人员编辑感病因子创制广谱抗病新材料

通过CRISPR/Cas9基因编辑技术，中国农业科学院植物保护研究所研究员宁约瑟团队正在培育中间材料07GY31-Piz-Pi21组合敲除大米3个S因素、Bsrd1和Xa5显著提高了水稻对水稻瘟疫和白叶枯病的广谱抗病能力。最近，《植物学报》在网上发表了相关论文(JIPB)。

水稻瘟疫和白叶枯病是水稻中最严重的真菌和细菌疾病之一，严重威胁着水稻的产量和质量。培育水稻品种，对水稻瘟疫和白叶枯病具有广谱抗性，是育种者的重要目标之一。育种者通常在育种过程中引入抗病(R)基因可以提高水稻的抗病能力。但R基因只能识别含有相应无毒基因的稻瘟菌种子，极大地限制了包括单个R基因品种在内的大规模推广。敲除感冒(S)因素可以显著提高抗性，但抗性水平远低于R基因介导的抗性。考虑到R基因的质量和抗性以及S因子的数量和抗性，培养长期广谱抗病(BSR)新材具有重要意义。

宁约瑟团队在早期研究中发现，在日本晴朗的背景下，敲除了Pi213个S因素。、Pbxcas9/NPB三敲突变体材料由Bsrd1和Xa5开发，显著提高了对稻瘟病和白叶枯病的抗病能力。但突变体对R基因Piz-t不亲和稻瘟菌种的抗病能力明显弱于Piz-t株系，而Piz-t株系对亲和稻瘟菌和白叶枯菌的抗病能力明显低于pbxcas9/NPB三敲突变体。为兼顾两者的抗病能力，研究人员这次在Piz-t株系下组合敲除了S因素Pi21。、pbxcas9///Bsrd1和Xa5已经开发Piz-t材料。研究表明，pbxcas9/Piz-T型株系具有R基因Piz-t的特异性抗性，同时增强了对R基因Piz-t的亲和力，表明R基因Piz-t和S因素Pi21的抗病能力、Bsrd1和Xa5可以有效地实现抗性互补。

07GY31-Piz-为了进一步提高07GY311，t是早期通过分子设计育种开发的中间材料。-Piz-T的广谱抗病能力，研究人员这次在07GY31-Piz-组合敲击材料上的S因素Pi21、pbxcas9/07GY31和Xa5开发了Bsrd1和Xa5-Piz-t材料。结果表明，pbxcas9/07GY31-Piz-在不影响其它农艺性状的情况下，T株系显著增强了对稻瘟病和白叶枯病的广谱抗性，并将其命名为07GY31-BSR。

综上所述，分子设计育种与基因编辑的有效结合，可以快速有效地在植物中开发BSR材料。这项研究不仅为水稻抗病养殖提供了新的材料，也为提高农作物抗病能力提供了新的思路。