近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團隊與作物科學(xué)研究所等國內(nèi)科研單位合作,采用基因編輯等方法,快速創(chuàng)制出對白葉枯病和細菌性條斑病具有廣譜抗性的水稻新種質(zhì),為水稻抗病生物育種提供了新策略。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)》( Plant Biotechnology Journal )上。
廣譜抗性新種質(zhì)(左)與對照水稻在溫室小區(qū)的生長情況。中國農(nóng)科院供圖
白葉枯病和細菌性條斑病是全球水稻生產(chǎn)中分布最廣、危害最嚴重的兩種細菌病害,優(yōu)質(zhì)稻品種南粳46對這兩種病害具有中等抗性。
為了快速提升南粳46的抗性,研究人員采用靶向設(shè)計和基因敲入技術(shù),將人工設(shè)計外源DNA片段精準插入南粳46的xa23基因啟動子區(qū),成功創(chuàng)制純合插入突變體N46(Xa23R)株系。
在正常環(huán)境中,該株系植株正常生長發(fā)育;一旦受到白葉枯病和細菌性條斑病侵染,該株系攜帶的Xa23基因就被激活表達。抗性測試表明,新種質(zhì)對中國、日本、菲律賓的20個白葉枯標準菌株和中國水稻種植區(qū)新分離的30個流行菌株均表現(xiàn)出高抗;對細菌性條斑病標準菌株和中國水稻種植區(qū)新分離的28個菌株也表現(xiàn)出高抗,具有穩(wěn)定、持久、復(fù)合、廣譜抗性等特點。
該研究得到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程和海南崖州灣種子實驗室項目等資助。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1111/pbi.14233