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开元游戏官网:【科研新进展】开元游戏官网文颖强教授课题组揭示感病基因EDR1嵌合突变提高葡萄白粉病抗性且不影响植株生长

来源:   作者:余雪娜 张琼琼   发布日期:2024-03-22     浏览次数:

     

白粉病是严重:ζ咸焉闹匾婢『,常导致严重减产甚至绝收,造成巨大经济损失。广泛栽培的欧亚种葡萄品质优良,但对白粉病缺乏有效的抗性。为获得抗病能力,传统育种依赖于单抗(R)基因的部署。然而,这一策略很容易被不断进化的病原体所克服。失活感。⊿)基因是赋予作物广谱持久抗性的有效途径。但植物感病基因通常具有重要的基础生理功能,其突变在赋予抗性的同时也给植物生长发育带来多种负面效应,从而极大限制了感病基因在植物抗病育种中的应用。

近日,开元游戏官网葡萄种质资源与遗传育种团队文颖强教授课题组在 Plant Physiology 在线发表了题为“Chimeric mutations in grapevine  ENHANCED DISEASE RESISTANCE1 improve resistance to powdery mildew without growth penalty”的研究论文。该研究发现葡萄感病基因 EDR1 嵌合编辑株系中 EDR1 时空动态突变提高葡萄白粉病抗性而不影响植株生长。

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EDR1(ENHANCED DISEASE RESISTANCE1)编码一个Raf类蛋白激酶,负调控植物对白粉病的抗性。该研究创制了葡萄 EDR1 基因编辑材料,发现其功能缺失突变体严重影响了葡萄植株生长。纯合和双等位基因编辑的葡萄 EDR1 突变体发生严重的过敏性坏死,难以存活,而嵌合编辑的突变体植株生长健壮与野生型无差异,且叶片对白粉病具有极强的抗性。

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进一步对 EDR1 嵌合编辑株系各组织器官高通量测序发现, EDR1 在芽和新产生的不定根和气生根中几乎没有检测到突变,表明分生组织中 EDR1 保持了野生型状态,使得分生组织的细胞能够正常分裂分化,维持植株生长; EDR1 在幼嫩叶片中只发生了少量突变,之后随叶龄增加突变不断增多,积累了大量突变的成熟叶片对葡萄白粉病具有极强的抗性。此外,对嵌合编辑株系进行了扦插繁殖,发现无性系克隆继承了母株这种嵌合突变特性。综上所述,嵌合编辑株系维持了 EDR1 突变的动态稳定,赋予了葡萄成熟叶片对白粉病的抗性且不影响植株生长,为葡萄抗性育种提供了新的见解。

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开元游戏官网文颖强教授为论文通讯作者,已毕业博士研究生余雪娜和郭晔为共同第一作者。开元游戏官网冯嘉玥副教授和北京市农林科开元游戏官网徐香楠博士参与了本项研究。本研究得到了国家自然科学基金、陕西省重点研发计划等项目资助。

原文链接:https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiae169/7632605?searchresult=1

编辑:张琼琼     终审:徐凌飞
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