农业生物技术学报

作者：李彦豪, 段宜彤, 尹晓雨, 徐亚凤, 徐阳, 于晓明

单位：吉林农业科技学院 农学院,吉林 132101

关键词：稻瘟病,抗病性,水稻,基因编辑,

基金：吉林省发展和改革委员会(2022C037-6)

稻瘟病是威胁水稻(Oryza sativa)产量稳定的重要病害之一。近年,稻瘟病在中国东北地区发病率及发病程度呈增加趋势。C2H2转录因子Bsr-d1 (broad spectrum resistance digu1)功能失活能够减弱过氧化氢降解而提高水稻对稻瘟病菌的抗性;Bsr-k1 (broad-spectrum resistance Kitaake-1)编码1个TPR蛋白,其功能失活突变体bsr-k1导致OsPAL (phenylalanine ammonia-lyase)家族基因mRNA富集,木质素合成增多,进而提高免疫反应,赋予水稻广谱抗性。本研究针对上述2个广谱抗病基因Bsr-d1的第1个外显子和Bsr-k1的第3个外显子设计靶点,通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的水稻转化技术,将基因编辑载体导入受体水稻品种'TH899'中,获得Bsr-d1和Bsr-k1基因的多种不同变异类型的T0代植株。对不含转基因成分的T2代基因编辑材料分析发现,Bsr-d1与Bsr-k1基因的单独突变及同时突变植株均表现出稻瘟病抗性增强的特征,而且,筛选出的双基因编辑水稻材料的抗病性显著优于单基因编辑材料。此外,部分基因编辑系的单株产量和种子长宽比也发生了变化。综上,本研究发现,对Bsr-d1和Bsr-k1基因同时编辑,能够比Bsr-d1或Bsr-k1单基因编辑更显著地增强'TH899'的稻瘟病抗性,表明组合式编辑不同途径的稻瘟病抗病基因能够有效提升水稻的抗病性。本研究证明了多基因编辑方式在改良水稻抗病性方面的巨大潜力,同时也为培育抗稻瘟病粳稻(O. sativa subsp. japonica)提供了新的的材料资源。

来源：2025年第12期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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