利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)培育抗褐條病木薯

木薯是非洲主要的糧食作物，而木薯褐條病(CBSD)是嚴(yán)重影響非洲木薯產(chǎn)量的主要病害之一。木薯褐條病(CBSD)是由馬鈴薯Y病毒家族的兩種RNA病毒--木薯褐條病毒(CBSV)和烏干達(dá)木薯褐條病毒(UCBSV)引起的。美國(guó)的科研人員利用CRISPR/Cas9技術(shù)對(duì)木薯eIF4E亞型nCBP-1和nCBP-2進(jìn)行基因編輯，可降低木薯褐條病的發(fā)病率和減輕危害癥狀。由于馬鈴薯Y病毒的致病過程需要病毒基因組連接蛋白(VPg)和宿主真核翻譯起始因子4E(eIF4E)亞型的相互作用。木薯的eIF4E蛋白有5個(gè)成員，分別是eIF4E、eIF(iso)4E-1、eIF(iso)4E-2、新型帽結(jié)合蛋白nCBP-1和nCBP-2。通過蛋白質(zhì)互作實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，木薯VPg蛋白與兩個(gè)nCBP蛋白發(fā)生互作。科研人員利用CRISPR/cas9介導(dǎo)的基因組編輯技術(shù)，在木薯品種60444中獲得了ncbp-1、ncbp-2和ncbp-1/ncbp-2突變體。對(duì)突變型植株接種木薯褐條病毒進(jìn)行抗病性鑒定，結(jié)果表明，ncbp-1/ncbp-2雙突變植株的木薯褐條病的發(fā)病率明顯降低，為害癥狀明顯減弱。與野生型對(duì)照相比，研究認(rèn)為，為害癥狀的減弱與木薯貯藏根中的病毒濃度有關(guān)。這項(xiàng)研究也證明了在木薯中可以同時(shí)修飾多個(gè)基因以實(shí)現(xiàn)對(duì)CBSD的抗病性。未來還將進(jìn)一步研究其余eIF4E亞型對(duì)CBSD的作用，并用于木薯抗病選育研究。