利用CRISPR/Cas 9基因编辑技术改良大粒香稻瘟病抗性

吴 娴， 李佳丽， 曾庆鸿， 张大双， 徐海峰， 姜 雪， 宋 莉， 彭 强， 朱速松

(1.贵州大学生命科学学院/山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室/贵州省农业生物工程重点实验室， 贵阳 550025；2.贵州省农业科学院水稻研究所， 贵阳 550006； 3.贵州省农业科技发展中心， 贵阳 550001)

水稻(OryzasativaL.)是世界上最主要的粮食作物之一[1]。但其产量每年都会受制于稻瘟病的暴发，严重时整穗枯死，造成绝收[2]。因此，提高稻瘟病抗性，对提高水稻产量有重要意义。稻瘟病是由稻瘟病原菌(Magnaportheoryzae)侵染引起的病害，在水稻整个生育期都可发生。目前，除了第3号染色体没有发现抗性基因之外，其余染色体上都有抗性基因分布，现已有二十多个稻瘟病抗性基因得到克隆且进行功能验证[3]。Pid3基因是Shang等[4]通过设计特异于日本晴NBS-LRR假基因等位基因的PCR分子标记，比较籼稻和粳稻假基因化差异，从籼稻品种地谷中鉴定出来的一个主效稻瘟病抗性基因。Chen等[5]从籼稻品种谷梅2号中利用图位克隆方法分离出一个新的稻瘟病抗性等位基因Pi25，分析表明与Pid3蛋白的基因序列完全一致。Pid3位于第6号染色体上，其cDNA全长为2 970 bp，包含两个外显子，编码923个氨基酸，含有NBS-LRR结构域和MHD基序的蛋白产物[6]。

近年来，CRISPR/Cas 9基因编辑技术发展较为迅速，该系统已逐渐发展为遗传育种中改良作物的有效手段，可针对某些存在不良性状的优质稻材料进行基因位点编辑，从而获得兼并优良品质与性状的新品种。Xu等[7]利用CRISPR/Cas 9敲除了有关水稻千粒重的基因GW2、GW5及TGW6，发现突变体粒重、粒长和粒宽均显著增加。……