中国农业科学院植物保护研究所宁约瑟团队通过编辑感病基因创制水稻广谱抗病新材料

植物病害严重影响农作物的产量和品质，提高抗病性对作物的高产稳产具有重要意义。植物抗病基因（R gene）赋予小种特异性抗性，而感病基因（S gene）是病原菌成功侵染寄主必需的关键因子。水稻生产对我国粮食安全具有基石的作用，稻瘟病（Rice blast）和白叶枯病（Bacteria leaf blight）分别是水稻最严重的真菌和细菌病害，严重威胁水稻的产量和品质。培育对稻瘟病和白叶枯病具有广谱抗性的水稻品种是育种家的目标之一。通过遗传杂交进行抗病基因聚合是提高作物抗病性的重要手段，近年来基因编辑技术的发展使敲除感病基因成为提高作物抗病性的一种新策略。

JIPB近日在线发表了中国农业科学院植物保护研究所宁约瑟团队题为“Engineering broad-spectrum disease-resistant rice by editing multiple susceptibility genes”（https://doi.org/10.1111/jipb.13145）的研究论文。该研究通过CRISPR/Cas9基因编辑技术组合敲除水稻的感病基因Pi21，Bsrd1和Xa5，从而提高水稻对稻瘟病和白叶枯病的广谱抗病性。

pbx三敲材料对稻瘟病和白叶枯病具有广谱抗病性

宁约瑟团队通过基因编辑技术对一系列感病基因进行了敲除，抗病表型分析发现敲除感病基因Pi21或Bsr-d1增强了对稻瘟病的抗性，敲除感病基因Xa5增强了对白叶枯病的抗性。为了创制广谱抗病新材料，该团队进一步同时敲除了Pi21、Bsr-d1和Xa5三个感病基因，发现三敲除材料pbx显著提高了水稻对稻瘟病和白叶枯病的广谱抗性。与对照相比，pbx三敲除材料的株高和千粒重等农艺性状无明显变化。

宁约瑟团队近年来以稻瘟菌效应蛋白致病机制和水稻寄主抗病机制研究为切入点，解析水稻与稻瘟菌互作分子机制并取得重要进展，为创制新的病害防控策略奠定了重要基础。该研究通过CRISPR-Cas9技术编辑水稻多个感病基因成功创制广谱抗病材料，对水稻抗病分子育种和其它作物抗病性改良具有重要指导意义。湖南农业大学客座博士研究生陶辉为该论文的第一作者，宁约瑟研究员等为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发专项等项目的资助。

来源：jipb1952 JIPB