PBJ | 湖南农业大学水稻育种团队通过基因编辑技术敲除感病基因水杨酸羟化酶赋予水稻广谱抗性

病害不仅威胁着水稻的生长和发育，而且会造成水稻极大的产量损失和稻米品质下降。预计在2023年，全国病害发生面积将达到3.6亿亩次（https://www.natesc.org.cn/）。防制病害最经济、有效和环境友好的实施策略是选育具有广谱高抗病特性的水稻品种。

2023年6月16日，湖南农业大学农学院唐文帮教授领衔的“水稻种质创新与重大新品种培育团队”在国际著名期刊Plant Biotechnology Journal（2021年影响因子：13.263，中科院一区TOP期刊）在线发表了题为“CRISPR/Cas9-mediated simultaneous mutation of three salicylic acid 5-hydroxylase (OsS5H) genes confers broad-spectrum disease resistance in rice”的研究论文。

该研究在水稻基因组中鉴定到了4个水杨酸羟化酶基因（OsS5H1、OsS5H2、OsS5H3和OsS5H4），这4个基因都受到白叶枯病菌PXO99强烈诱导表达。分别过表达OsS5H1、OsS5H2和OsS5H3会极大降低水稻体内的水杨酸含量，显著削弱了水稻对白叶枯病和稻瘟病的抗性。通过设计一条简单的sgRNA序列，研究人员成功敲除了OsS5H1、OsS5H2和OsS5H3 3个靶基因，构建了oss5h1oss5h2oss5h3三重突变体，节省了依赖传统杂交手段所需的耗时过程。研究发现，与野生型对照日本晴相比，oss5h1oss5h2oss5h3对白叶枯病和稻瘟病表现出更强的抗性。因此，研究结果不仅揭示了OsS5H在水稻病害免疫中的负调控作用，还为水稻广谱抗病育种设计提供了新的思路和基因靶点。

图 水稻OsS5H负调节水稻病害抗性

湖南农业大学为论文第一和通讯单位，论文第一作者为团队博士后刘雄，硕士研究生庾艳为论文共同第一作者，通讯作者为“水稻种质创新与重大新品种培育团队”PI唐文帮教授。湖南农业大学刘金灵副教授、博士研究生姚威对该研究提供了大力帮助。该研究得到了国家自然科学基金(32172078和U22A20502)、湖南省科技创新计划（2021JC0007、2021NK1001和2023NK1010）和湖南省自然科学基金（2021JJ40238和2022JJ30285）的资助。

论文链接：

http://doi.org/10.1111/pbi.14099

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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