生長素調控因子OsGRF4協同調控水稻粒形和稻瘟病抗性

曹煜東 肖湘誼 葉乃忠 丁曉雯 易曉璇 劉金靈 肖應輝

生長素調控因子OsGRF4協同調控水稻粒形和稻瘟病抗性

曹煜東 肖湘誼 葉乃忠 丁曉雯 易曉璇 劉金靈*肖應輝*

(湖南農業大學 農學院/水稻油菜抗病育種湖南省重點實驗室, 長沙 410128;*通信聯系人, E-mail: liujinling@hunau.edu.cn, xiaoyh@hunau.edu.cn)

【】水稻粒形為多基因控制的復雜數量性狀，同時影響稻谷產量和稻米外觀及碾磨品質，挖掘粒形相關基因并解析其遺傳機制，對于水稻高產和優質品種選育具有重要意義。以前期利用大粒秈稻品種特大秈(TDX)為供體親本、小粒粳稻品種日本晴(Nipponbare，NPB)為輪回親本獲得的一個大粒近等基因系，在水稻第2染色體上初定位粒形調控基因()的基礎上，對基因進行了精細定位和候選功能基因的克隆鑒定。利用BC4F2群體中2887份極小粒單株及該群體中70份基因型雜合的大粒單株自交獲得的BC4F3群體，將基因精細定位在2M-7-1與2M-9之間的160.6 kb的區間內。該區間編碼18個基因開放閱讀框(-)。測序發現基因在大粒近等基因系與小粒日本晴等位基因間存在5個SNP差異，編碼生長素調控因子蛋白OsGRF4。采用CRISPR/Cas9基因編輯技術對大粒近等基因系中ORF18進行敲除，發現敲除株系粒長變短，證實是的功能基因。進一步對ORF18大粒近等基因系和基因編輯敲除株系進行稻瘟菌室內離體和病圃接種鑒定，發現ORF18大粒近等基因系稻瘟病抗性增強，而基因編輯敲除株系稻瘟病抗性減弱，表明ORF18正調控水稻稻瘟病抗性。本研究發現的生長素調控因子OsGRF4協同調控水稻粒形和稻瘟病抗性，為協調水稻高產和抗性育種提供了重要的基因資源。

水稻；粒形性狀；；；稻瘟病抗性

水稻產量由單位面積有效穗數、每穗實粒數以及粒重三個因素決定，其中粒重受粒形和充實度等因素影響。粒形屬于多基因控制的數量性狀，同時影響稻谷產量和稻米品質[1]。目前已定位了600多個粒形相關的QTL，包含粒長QTL 136個，粒寬QTL 139個，長寬比QTL 220個，粒厚QTL 53個和粒重性狀QTL 220個[2]。在水稻第2、3和5染色體上粒形QTL分布較多，形成了多個粒形基因的熱點區域。目前至少已克隆了93個水稻粒形相關基因[4]，這些基因大體可以分為3類。第1類表型是籽粒變短，植株變矮和葉傾角變小，如、和等。第2類基因主要在穗部表達，如、、等。第3類基因主要分布于粳稻，如、、等[5]，往往表現為小而圓的粒形和植株變矮。現有研究表明，水稻粒形的調控受植物激素、泛素-蛋白酶體、MAPK信號、G蛋白信號及表觀修飾等多個信號通路調控，但是這些信號通路之間的交互關系尚不明確[2-5]。

生長調節因子家族是植物特有的轉錄因子，參與植物葉片、根系、莖和花器的生長發育進程，也參與植物對非生物脅迫以及生物脅迫的響應與調節[6-7]。目前共發現12個基因，分別被命名為。有研究發現在擬南芥中miR396通過調控其靶基因，從而調控擬南芥的胚性反應[8]，此外miR396通過調節/復合體調控擬南芥心皮數量和雌蕊發育[9]。被證明通過調節赤霉素促進水稻莖的伸長[10]。Chandran等[11]研究表明過表達、、和的轉基因植株對稻瘟病菌的抗性增強，而miR396通過抑制多個負向調控水稻稻瘟病抗性。Dai等[12]發現過表達增強水稻對飛虱的抗性，揭示了---黃酮途徑介導的褐飛虱抗性新機制。研究揭示在正向調控水稻粒形和穗長中發揮重要作用[13-14]。Li等[14]發現受microRNA的調控，并通過調控下游生長素因子調節水稻籽粒大小。研究發現能夠與水稻生長抑制因子DELLA蛋白SLR互作拮抗，協同調控水稻氮和碳的吸收，-拮抗調節GA介導的細胞增殖，整合生長和碳氮代謝，促進水稻氮素的高效利用[15]。此外，還參與了苗期耐冷性調控[16]，表明是一個水稻生長發育和耐逆調控的重要調控因子。

筆者前期利用粳稻品種日本晴為輪回親本、大粒秈稻品種為供體親本連續回交并自交獲得的一個BC3F4大粒近等基因系，再與日本晴回交并自交形成的BC4F2群體為材料，采用分離群體分組混合分析法在第2染色體上定位了控制水稻粒長的基因[17]()。本研究利用BC4F2群體將基因定位到160.6 kb的區間，基因注釋與測序分析獲得的候選基因，編碼生長素調節因子，功能互補鑒定確認了就是的功能基因。通過稻瘟病抗性鑒定，發現顯著增加水稻在室內和田間的抗病性，表明協同調控水稻產量性狀和抗病性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以大粒秈稻品種特大秈為供體親本，小粒粳稻日本晴為輪回親本，經回交和自交獲得了BC4F2群體，其中部分重組單株加代形成BC4F3群體。BC4F2和BC4F3群體用于粒形基因定位。BC3F4自交形成的BC3F5大粒近等基因系用于粒形性狀鑒定。

1.2 DNA提取與PCR擴增

對受體、供體親本及各組合的雜交、回交后代單株，各取約0.2 g 新鮮葉片置于2.0 μL 離心管中，液氮研磨，采用CTAB法[18]提取總DNA。

10 μL PCR體系包含10×緩沖液1.0 μL，2.5 mmol/L dNTPs 0.2 μL，2 pmol/μL引物1 μL，5 U/μL酶0.1 μL，DNA模板(10 ng/μL) 1.0 μL，ddH2O 6.7 μL。采用ABI PCR系統2700型PCR儀進行DNA擴增，具體程序如下：95℃下預變性5 min，95℃下變性30 s，55℃下退火1 min，72℃下延伸30 s，35次循環；72℃下延伸7 min；16℃下保存。

1.3 基因精細定位與候選基因預測

利用連鎖標記RM6424、RM318、RM13893和RM13896，對BC4F2群體中2887個小粒單株中的115個重組子進行基因型鑒定，對基因進行精細定位。利用隱性群體分析法(RCA)進行遺傳圖譜的構建，標記重組率計算公式為=(1+2/2)/，其中1為各標記帶有大粒親本純合基因型的個體數，2為帶有雙親雜合基因型的個體數，為小粒群體的總株數。各標記與基因間的遺傳距離按每1%的重組率折合1 cM的圖距計算。最后根據各標記間的遺傳距離繪制基因的遺傳連鎖圖譜。

利用遺傳圖譜構建中連鎖標記信息，在水稻日本晴參考基因組IRGSP 1.0版本數據庫中進行BLAST比對，確定各連鎖標記在參考基因組上的物理位置，然后根據各標記的物理位置繪制的物理圖譜。并查找各標記所在BAC克隆，構建位點的BAC克隆重疊群。

以日本晴參考基因組IRGSP 1.0為基礎，對精細定位區間的基因進行功能注釋，預測候選基因，對大粒近等基因系和日本晴中候選基因進行測序，選取有序列差異的基因進行轉基因功能互補驗證。

1.4 RNA提取與反轉錄

取水稻樣本新鮮葉片各0.5 g，液氮速凍，充分磨碎后，使用Promega公司的Eastep Super總RNA提取試劑盒提取總RNA，提取方法參照公司提供的操作程序。經脫氧核糖核酸酶I消化DNA后，取1 μg提取的RNA使用Promega公司GoScript? Reverse Transcription System試劑盒逆轉錄獲得cDNA，?20℃保存用于基因克隆和表達分析。

1.5 載體構建與水稻遺傳轉化

基因編輯載體采用pYLCRISPR/Cas9-MTmono植物雙元表達載體為基本載體，載體構建參照張會軍[19]方法。首先利用CRISPR-P 2.0在線工具(http://crispr.hzau.edu.cn/CRISPR2/)設計候選基因的CRISPR/Cas9基因編輯的gRNA靶點，然后根據靶點序列設計引物（表1）。將引物稀釋后等量混合，經變性退火形成具有黏性末端接頭的雙鏈DNA靶點序列片段，利用T4連接酶Ⅰ切割線性化pYL-U6a-gRNA中間載體；經兩輪PCR擴增獲得含Ⅰ黏性末端的U6a-gRNA片段，最后利用T4連接酶將U6a-gRNA片段連進Ⅰ酶切線性化pYLCRISPR/Cas9-MTmono植物雙元表達載體，經重組質粒轉化大腸桿菌DH5α；提取陽性克隆質粒，經質粒PCR和酶切鑒定后，將陽性質粒送測序公司測序，確認序列正確后，用于水稻遺傳轉化，構建轉基因水稻。水稻遺傳轉化參照王文文等[20]方法，采用農桿菌介導的愈傷侵染轉化法。

1.6 轉基因水稻基因型鑒定

跨gRNA靶點序列前后200 bp設計引物，以轉基因水稻葉片基因組DNA為模板進行PCR擴增，產物測序后與參考序列進行比對，確定其編輯序列突變類型。過表達轉基因水稻基因型鑒定采用實時熒光定量PCR法，分析過表達轉基因株系目的基因的表達量，表達量上升的為過表達轉基因株系。

1.7 水稻籽粒形態和農藝性狀測定

將成熟期的水稻材料全株取回室內調查農藝性狀。株高為地面到最長穗的長度。穗長為穗頸節至穗尖的長度。分蘗數取全株分蘗總數。每株取5穗進行總粒數、實粒數以及結實率的調查。T1代植株每個株系取3株陽性植株進行農藝性狀調查。收獲成熟期水稻籽粒，經自然晾干后，每株取30粒，用電子游標卡尺測量粒長、粒寬、粒厚，取平均值。

結果如圖5所示，Rh2-S誘導K562和KG1a細胞24 h后，與對照組比較，HDAC6和HSP90蛋白表達水平顯著降低（P＜0.05），α-tubulin蛋白表達水平沒有變化，但是Ac-α-tubulin蛋白表達水平顯著升高（P＜0.05）。

1.8 稻瘟菌接種與菌絲生物量分析

稻瘟菌接種分別采用室內離體接種和田間病圃接種。離體接種先將浸種催芽后的種子播種于含營養土的營養缽中，置于光照培養箱生長。生長條件設置為溫度28℃，光照強度20 000 Lx，12 h光照/12 h黑暗，相對濕度70%。當水稻幼苗長至3～4葉期時，剪取水稻苗第3葉，平鋪于墊有濕潤濾紙的方形培養皿中，用手動壓環器，輕輕在葉片上壓取傷環，傷環間隔2 cm。同時，將培養好的稻瘟菌菌株RO1-1的孢子用0.02%的吐溫水溶液配制濃度約1×105個/mL的單個稻瘟菌分生孢子懸浮液，從中取5 μL菌液滴于水稻葉片傷環處。將培養皿蓋好保濕，放于26℃生長箱黑暗處理24 h，而后置于溫度26 ℃、光照和黑暗各12 h、相對濕度80%的條件下培養，7 d后調查病斑大小和面積。病斑面積測定參照崔華威等[21]的方法，將拍攝接種葉片照片導入Photoshop圖像處理軟件中，利用套索工具套取病斑大小，在直方圖中提取單個病斑所包含的像素數，在圖像欄的圖像大小中可獲取照片分辨率，計算病斑相對面積=/2，取平均值為各品種接種病斑面積測定值。

田間病圃稻瘟病抗性鑒定在湖南大圍山病圃（東經114°5′、北緯28°30′、海拔400 m）進行，于2019年5月15日將鑒定品種（日本晴和大粒近等基因系）和誘發品種CO39催芽后播種于病圃育苗，正常水肥管理。6月19日進行田間發病調查，參照國際水稻研究所標準[22]調查發病情況，每個品種隨機調查10株，統計葉瘟發病等級。

表1 CRISPR/Cas9載體構建和基因敲除植株鑒定所用引物

從各品種3片發病葉片中提取等質量葉片提取DNA，以水稻(LOC4332169)作為內參基因(UBQQ-F: CGCAAGAAGAAGTGTGGTCA；UBQQ-R: GGGAGATAACAACGGAAGCA)。利用稻瘟菌轉座子Pot2的定量引物（MoPot2-F：ACGA CCCGTCTTTACTTATTTGG；MoPot2-R：AAG TAGCGTTGGTTTTGTTGGAT）進行實時熒光定量PCR檢測，以水稻基因作為內參，采用相對定量法，計算各品種侵染稻瘟菌菌絲相對含量。

2 結果與分析

2.1 GS2.2的精細定位與候選基因鑒定

利用連鎖標記RM6424、RM318、RM13893和RM13896，對BC4F2群體中2887份極小粒單株進行基因型分析，檢測到最近連鎖標記的重組子115株。在此基礎上，利用已測序全基因組的水稻品種9311和日本晴之間的InDel差異，在定位區間內設計了46對InDel標記引物，篩選到29對在親本間表現出多態性的標記。利用InDel標記分析上述115份重組子的基因型，結果顯示標記2M-9出現的重組子為2個，往染色體末端方向的標記2M-24、2M-10、2M-11、2M-12、2M-15重組子分別為2、8、17、31、83個，往著絲粒方向的標記2M-22、2M-21-2、2M-21、2M-20、2M-6、2M-5、2M-4、2M-3、2M-2、2M-1均未發現重組單株（圖1-A）。進而又設計了2M-001～2M-015共15對引物，發現2M-001、2M-002、2M-005、2M-006、2M-008、2M-012、2M-015鑒定到重組子分別為1、1、2、2、2、2個。由此，將目標基因界定在標記2M-001～2M-9之間。

該染色體區間的物理距離約為952.7 kb，為了進一步縮小定位區間，選擇了BC4F3群體中的70份大粒表型的植株（L1-L70）和70份小粒表型植株(S1-S70)作為定位材料，運用迭代法來推測基因所在區間。結果表明，在S1-S70小粒群體中發生交換的植株即重組子，在標記2M-3、2M-1、2M-001、2M-006、2M-008處重組子數目分別為3、4、4、4、6。通過小粒植株S11和S9，大粒植株L12、L22、L37的基因型迭代法分析，將基因定位在2M-7-1與2M-9之間160.6 kb區間內（圖1-B～C）。

A?GS2.2精細定位遺傳圖譜；B?GS2.2位點BAC克隆重疊群和物理圖譜；C?重組株系迭代法確定GS2.2物理區間，其中NIL為大粒近等基因系，NPB為日本晴，“L+數字”代表表型為大粒的重組株系，“S+數字”代表表型為小粒的重組株系，右側為對應株系粒長和粒寬。

Fig. 1. Construction of genetic map and physical map of.

利用RGP在線基因預測軟件RiceGAAS (http://ricegaas.dna.affrc.go.jp/)，結合在線數據GRAMENE、TIGR、NCBI的基因注釋，對精細定位160.6 kb區間進行基因預測得到18個ORF，其中ORF18是已經被克隆的粒形基因，其編碼生長調控因子，正調控粒長，推斷可能是或其等位基因（表2）。

表2 GS2.2候選基因預測分析

進一步對日本晴和大粒近等基因系中的等位基因進行測序分析，發現大粒近等基因系中等位基因與日本晴中小粒等位基因在編碼區存在5個SNP的變異，分別位于第1、2和3外顯子，其中第1外顯子存在1個SNP變異，沒有導致氨基酸變異；第2、3外顯子各存在2個SNP變異，均導致了氨基酸的變異（圖2）。

2.2 基因編輯轉基因水稻基因型鑒定

圖2 NIL和日本晴等位基因的OsGRF4基因結構和自然變異

Fig. 2.structure and natural variation in alleles from NIL and NPB.

A―OsGRF4基因編輯靶點序列；B―OsGRF4基因編輯株系敲除系靶點突變基因型。

Fig. 3. Sequence of target site for OsGRF4 CRISPR / Cas9 gene editing and genotype of OsGRF4 CRISPR / Cas9 gene editing lines in NIL background.

表3 OsGRF4 CRISPR/Cas9基因編輯敲除突變類型

2.3 轉基因水稻粒形和農藝性狀表型分析

與轉化受體-NIL相比，CR-NIL-20、CR-NIL-23突變體(圖中分別簡寫為CR20、CR23)的T1代純合株系的籽粒長度、厚度和千粒重極顯著減?。▓D4-A～B），粒長分別減小16.57%和23.27%(圖4-C)，粒厚分別減小2.94%和7.14%（圖4-E），千粒重分別下降30.39%和32.82%（圖4-F）。CR-NIL-20的粒長、粒寬、粒厚與日本晴相比差異均不顯著（圖4-C～E）；而CR-NIL-23的粒長和粒厚均較日本晴顯著變小，分別減小5.72%和5.15%（圖4-A、C、E）。兩個編輯株系相比日本晴千粒重降低了16.94%～19.83%，均達到極顯著差異(圖4-F)。結果表明，就是的功能基因。

對其他農藝性狀調查結果表明，與-NIL相比，基因編輯株系的株高、穗長極顯著降低（圖5-A～C），而每穗粒數極顯著增加（圖5-E），但是分蘗數無顯著差異(圖5-D)。日本晴和基因編輯株系CR-NIL-23的每穗實粒數和結實率顯著高于-NIL，但基因編輯株系CR-NIL-20則顯著降低（圖5-F、G）。結果顯示，對水稻株高、穗長和穗粒數也有重要調控作用。

2.4 稻瘟病抗性表型鑒定

田間病圃的稻瘟菌抗性鑒定結果顯示感病對照品種CO39的發病等級為8.7級，日本晴的發病等級為6.1級，而-NIL的發病等級為3.6級，表明-NIL株系在田間的抗性顯著強于日本晴（圖6-A～B）。

A和B―GS2.2-NIL背景下OsGRF4基因編輯轉基因株系粒長和粒寬；C～F―GS2.2-NIL背景下OsGRF4基因編輯轉基因株系粒長、粒寬、粒厚和千粒重統計。*P<0.05; **P<0.01(t測驗)。誤差線表示SD (n=30)。NIL―GS2.2-NIL; CR20?CR-NIL-20; CR23?CR-NIL-23.

Fig. 4. Grain shape of gene editing lines in-NIL background.

A―NIL背景下基因編輯株系株型；B～G, NIL背景下基因編輯株系株高、穗長、分蘗數、每穗總粒數、每穗實粒數和結實率。顯著性分析采用測驗，圖中誤差值以表示（=3）。NIL―-NIL; CR20?CR-NIL-20; CR23?CR-NIL-23.

A, Plant architecture for gene editing lines. B-G, Plant height, panicle length, tiller number, total grains per panicle, number of full grains per panicle and seed setting rate for gene editing lines. The-test was used for significance analysis. Error bar indicated thevalue (=3).**<0.01.

NIL,-NIL; CR20, CR-NIL-20; CR23, CR-NIL-23.

圖5 NIL背景下基因編輯株系農藝性狀表型

Fig. 5. Phenotype of agronomic traits ofgene editing lines in NIL background.

A―葉片病圃發病癥狀；B―葉片病圃發病級別統計。顯著性分析采用t測驗，圖中誤差值以SD表示(n=10)。**P<0.01(t測驗)。

Fig. 6. Symptoms of-NIL and Nipponbare(NPB) after infected by rice blast fungal in natural disease nurse.

進一步對-NIL和日本晴進行稻瘟菌室內離體接種鑒定(圖7-A)，發現-NIL的稻瘟菌侵染病斑面積和菌絲相對生物量均顯著低于日本晴(圖7-B～C)，表明-NIL近等基因系的稻瘟病抗性顯著增強。

進一步對基因編輯株系進行室內離體接種，發現其病斑面積、菌絲相對生物量比-NIL均顯著增加（圖8），表明功能缺失導致水稻植株稻瘟菌抗性降低。綜上表明，可正向調控水稻對稻瘟菌的抗性，且具有著的增強田間抗性作用，具有重要的育種利用價值。

A―病斑癥狀；B―病斑相對菌絲量生物量；C―病斑相對面積。顯著性分析采用t測驗，圖中誤差值示SD(n=3)。**P<0.01(t測驗)。

Fig. 7. Symptoms of-NIL and Nipponbare(NPB) afterinoculation withrice blast fungus.

3 討論

挖掘水稻粒形調控基因，解析粒形的分子遺傳基礎，對利用分子育種技術精準培育優質高產的水稻品種有著重要的理論意義。目前國內外已有近100個水稻粒形的基因被克隆[3]，極大地豐富了對水稻籽粒形態形成的遺傳基礎的認知。本研究通過圖位克隆，從秈稻品種中鑒定到了一個控制水稻粒形的基因，基因克隆與驗證表明，基因編碼生長調控因子。已有研究表明，水稻生長調控因子基因家族基因對水稻生長發育、產量形成和氮素利用起著重要調控作用。最近，幾個研究小組通過利用不同材料的研究也證明了參與水稻粒形的調控[13-14]。此外，最近報道表明，還能夠促進NH4+的吸收從而促進水稻植株生長，敲除株系由于NH4+吸收降低導致株高變矮，而氮肥可以通過影響葉綠素的合成從而間接影響植物的光合作用和產量[23-24]。本研究中也發現敲除顯性基因同時導致水稻粒形顯著變小，株高和穗長顯著降低（圖4、5），表明是一因多效的粒形和株型調控因子。

家族基因對水稻抗病性調控也起著重要的作用，過表達、、和的轉基因植株對稻瘟病菌的抗性增強，miR396通過抑制多個來負向調控水稻抗稻瘟病[11]。本研究發現顯著增強了水稻對稻瘟菌的抗性，且在室內接種和室外病圃鑒定均表現出較強的抗性，具有重要的育種利用價值。

A―病斑表型；B―病斑面積；C―病斑相對菌絲量生物量。顯著性分析采用t測驗, 圖中誤差線示SD（n=3）。*P<0.05; **P<0.01. NIL-15, CR-NIL-15.

Fig. 8. Symptoms of-NIL, Nipponbare(NPB) and CRISPR/Cas9 editing lines afterinoculationwithrice blast fungus.

高產和抗病性是水稻育種的兩個重要目標，一般認為抗性增強往往會導致水稻產量受損。但一些報道表明部分稻瘟病抗性基因對產量影響很小甚至沒有影響，[25]和[26]使稻瘟病抗性和產量之間達到一種平衡，而沒有顯著減產。而水稻株型和產量調控因子IPA1能通過維持生長和免疫之間的平衡來提高產量和抗病性[27]。本研究發現也能協同調控水稻產量構成因子粒形與稻瘟病抗性，為水稻高產和抗病育種提供新基因和新思路。但是，協同調控水稻粒形和抗病性的分子機制尚不清楚，有待進一步深入研究。

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Auxin Regulator OsGRF4 Simultaneously Regulates Rice Grain Shape and Blast Resistance

CAO Yudong, XIAO Xiangyi, YE Naizhong, DING Xiaowen, YI Xiaoxuan, LIU Jinling*, XIAO Yinghui*

(Agronomy College, Hunan Provincial Key Laboratory of Rice and Rapeseed Breeding for Disease Resistance, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;*Corresponding author, E-mail: liujinling@hunau.edu.cn , xiaoyh@hunau.edu.cn)

【】Rice grain shape is a complex quantitative trait controlled by multiple genes, which affects rice yield, rice appearance and milling quality simultaneously. It is of great significance to explore the genes related to grain shape and elucidate its genetic basis. Previously, a gene, namely, which controls rice grain size, was mapped on the chromosome 2, by using a set of near isogenic lines derived from the small-grainrice variety Nipponbare (NPB) as the recurrent parent, and anrice variety Tedaxian(TDX) as the donor parent.】In this study, fine mapping ofand identification of candidate functional genes were carried out.【】was fine mapped to the 160.6 kb interval between the makers of 2M-7-1 and 2M-9, by using a BC4F2population with 2887 small grain size plants and a BC4F3population with 70 large grain size plants. Bioinformatics analysis showed that the 160.6 kb chromosome interval encodes 18 open reading frames (termed as ORF1-18, respectively). Sequence analysis showed that there were five SNP differences in ORF18 between the large grain near isogenic line and Nipponbare. ORF18 encoded an auxin regulatory factor protein OsGRF4. The grain length of ORF18 knockout lines, whose ORF18 was knocked out in large grain near isogenic lines by using CRISPR/CAS9 gene editing technology, became smaller. The above results confirmed thatwas a functional gene of. Further identification of ORF18 near isogenic lines (ORF18-NIL) and gene editing knockout lines byinoculation and disease nursery inoculation showed that the rice blast resistance of ORF18-NIL increased, while that of gene editing knockout lines decreased, indicating that ORF18 also positively regulates rice blast resistance. 【】The auxin regulatorfound in this study simultaneously regulates rice grain shape and blast resistance, which provides an important gene for breeding rice variety with high yield in coordination with enhanced resistance.

rice; grain shape;;; rice blast disease resistance

10.16819/j.1001-7216.2021.210206

2021-02-19;

2021-03-16。

國家重點研發計劃資助項目(2016YFD0101100)。