在小麦中基因编辑粉状菌耐药性没有生长处罚
Shengnan Li1, Dexing Lin2,3,4, Yunwei Zhang2,3
1State Key Laboratory of Plant Genomics, Institute of Microbiology, Innovation Academy for Seed Design, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China.
Nature
|February 10, 2022
概括
通过删除一种易感基因 (MLO-B1) 增强了小麦粉的耐药性. 这种方法通过激活另一个基因 (TaTMT3B) 来避免产量损失,提供持久的抗病能力,而不会影响作物生长.
科学领域:
- 植物遗传学
- 农作物科学
- 分子生物学
背景情况:
- 破坏作物易感性 (S) 基因提供了抗病能力,但往往会造成有害的类效应.
- 抗局部O (MLO) 的功能丧失突变会产生粉状抗性,但会导致生长问题和产量损失.
研究的目的:
- 开发一种具有强大的粉抗性的小麦突变, 维持作物生长和产量.
- 调查MLO破坏小麦生长缓解的基因和分子机制.
主要方法:
- 在小麦的MLO-B1位点中针对304基基对区域的删除.
- 对染色体格局变化和基因表达变化的分析.
- 精确基因组编辑用于引入精英小麦品种的等位基因.
主要成果:
- 产生了一种有针对性的MLO-B1缺失的小麦突变 (Tamlo-R32),表现出强大的粉状菌耐药性.
- 删除改变了色素,异位激活了Tonoplast单糖转运体3 (TaTMT3B),减轻了生长和产量.
- 在Arabidopsis thaliana中保留了TaTMT3的功能.
结论:
- 在S基因的向删除可以赋予持久的抗病能力,同时减轻负面的性效应.
- 在子宫外激活TaTMT3B可挽救与小麦MLO干扰相关的生长缺陷.
- 这种策略可以通过堆叠的基因改造开发出高产,抗病的作物品种.
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