敲除Bsr-d1和Pi21基因改良优良食味粳稻南粳9108的稻瘟病抗性研究

摘要

稻瘟病是由稻瘟病真菌引起的水稻重要病害,严重影响稻米的产量与品质,培育广谱持久抗性水稻品种是控制稻瘟病最经济有效的措施。利用CRISPR/Cas9技术对江苏主推优良食味粳稻品种南粳9108中2个抗稻瘟病数量性状基因Bsr-d1和Pi21进行敲除研究,获得各基因的纯合敲除系,并通过杂交聚合获得携带双基因敲除系。苗期多菌株接种及叶片划伤接种结果表明,与野生型相比,Bsr-d1和Pi21各单基因敲除系均显著增强稻瘟病抗性;双基因聚合系的抗性水平总体强于各单基因系。RT-qPCR结果显示,稻瘟病菌接种后,多个防御相关基因在敲除系中表达水平显著高于野生型。与野生型相比,Bsr-d1和Pi21编辑系在主要农艺性状、经济和品质相关性状上无显著差异。这一研究创建的抗稻瘟病育种中间材料可进一步用于广谱持久抗稻瘟病优良食味粳稻新品种育种。

关键词

水稻 / 稻瘟病 / CRISPR/Cas9 / 数量性状基因 / 农艺性状

基金资助

国家重点研发计划项目(2023YFD1200902); 生物育种钟山实验室项目(BM2022008-03); 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(SJCX23＿1978); 江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD)