中国热科院在基因编辑创制抗细菌性枯萎病木薯方面取得新进展

近日，中国热科院热带生物技术研究所木薯转基因与基因编辑团队在木薯抗病种质创制方面取得新进展。研究利用CRISPR／Cas9基因编辑技术成功编辑了SC8木薯品种感病基因MeSWEET10a的启动子区域，显著提高了木薯对细菌性枯萎病（CBB）的抗性（图1）。

图1．基因编辑突变体的抗病鉴定

细菌性枯萎病是全球范围内威胁木薯产量的主要病害。我国木薯主要栽培品种SC8易受到高度致病菌株Xam11感染。Xam11病原菌的效应子TALE20可通过结合木薯MeSWEET10a启动子上的效应蛋白结合元件EBE，激活该基因表达，促进感染部位分泌糖，导致病菌繁殖并引发病害。为了打破这一结合，研究团队通过CRISPR／Cas9技术精确编辑了EBE元件，编辑效率达到98.2％。EBE元件的突变阻止了TALE20与MeSWEET10a启动子的结合，从而减少病斑面积，并降低了细菌的繁殖速度，最终显著提高基因编辑木薯的抗病性，同时其产量相关性状如块根重量、淀粉含量等均与WT无显著差异（图2）。表明利用CRISPR／Cas9技术精准编辑感病基因启动子可以有效提升木薯的抗病能力，而不影响其经济性状。

图2．基因编辑创制抗CBB木薯模式图

相关研究成果以“Editing　of　the　MeSWEET10a　promoter　yields　bacterial　blight　resistance　in　cassava　cultivar　SC8”为题发表于《Molecular　Plant　Pathology》。中国热科院生物所王亚杰助理研究员、海南大学热带农林学院耿梦婷副教授、浙江大学博士生潘冉冉为共同第一作者。中国热科院生物所姚远副研究员、郭建春研究员、海南大学热带农林学院陈银华教授为论文通讯作者。此研究得到国家自然科学基金、海南省自然科学基金、中国热带农业科学院创新团队、海南省种业实验室、国家木薯产业技术体系等项目的资助。

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