利用CRISPR/Cas9系統定向改良水稻稻瘟病抗性

徐鵬 王宏 涂燃冉 劉群恩 吳瑋勛 傅秀民 曹立勇 沈希宏

利用CRISPR/Cas9系統定向改良水稻稻瘟病抗性

徐鵬 王宏 涂燃冉 劉群恩 吳瑋勛 傅秀民 曹立勇 沈希宏*

(中國水稻研究所/浙江省超級稻研究重點實驗室/水稻生物學國家重點實驗室, 杭州 311401;*通訊聯系人, E-mail: xihongshen@126.com)

【】CRISPR/Cas9基因編輯技術是作物遺傳改良的有效工具。本研究通過對水稻、和稻瘟病相關基因進行定點編輯，以期獲得能夠穩定遺傳的抗稻瘟病水稻材料?！尽坷肅RISPR/Cas9基因編輯技術，以、和為靶基因，構建共編輯載體pC1300-2×35S::Cas9-g-g-g，用農桿菌轉化長粒粳稻恢復系L1014，篩選獲得穩定遺傳的純合突變體用于稻瘟病抗性鑒定。在T0代轉基因株系中，、和突變頻率分別為75%、85%和65%，突變基因型多為雙等位突變。篩選到的不含T-DNA成分的T1代能夠穩定遺傳給T2代，并從中獲得單突變純合株系及、和的三突變純合株系。稻瘟病抗性鑒定結果表明，與野生型相比，突變株系的抗性顯著提高。同時，接種后純合突變體株系內水楊酸、茉莉酸和乙烯等信號轉導途徑相關基因的表達量均上調。據此，我們推測純合突變株系對稻瘟病的抗性增強可能與其對稻瘟病菌的響應被激活有關。利用CRISPR/Cas9技術獲得了能夠穩定遺傳和具有較高稻瘟病抗性的純合突變株系，為水稻稻瘟病抗性改良提供了良好的材料。

水稻；CRISPR/Cas9；；；；稻瘟病抗性

水稻是世界上食用人口最多的農作物。水稻產量每年都會受制于稻瘟病的暴發，稻瘟病嚴重時甚至導致顆粒無收，制約了水稻生產的發展。……