利用基因组编辑技术创制水稻白叶枯病抗性材料

水稻白叶枯病是最重要的水稻细菌性病害,严重威胁水稻生产和粮食安全。培育和种植抗白叶枯病水稻新品种是控制该病害最经济、有效、环保的技术手段。W6023是本课题组早期通过普通野生稻与IR24杂交创制的抗病基因导入系,前期转录组测序结果显示,Pong2-1(Os02g20780)和Pong11-1(Os11g14160)在感病亲本IR24中激活表达,在抗病导入系W6023中不表达。Pong2-1和Pong11-1是水稻中Pong类转座子最相似的两成员,DNA同源性超过90%,但转录本却存在明显差异。为研究Pong2-1和Pong11-1是否与IR24的感病性相关,本研究利用CRISPR/Cas9系统定点突变IR24的Pong2-1和Pong11-1位点,获得了多个突变株系,毒力测试结果显示Pong2-1和Pong11-1突变后IR24的抗性得到一定提高,创制出6个抗白叶枯病水稻材料。     

大豆斑疹病菌铁摄取因子PiuB在致病性中的作用分析

铁作为生命必需的基本元素,在细菌生长代谢过程中具有重要作用。然而,大豆斑疹病菌(Xanthomonas axonopodis pv. glycines, Xag)中编码铁摄取因子的piuB基因是否参与病原菌的铁摄取和致病性并不清楚。为解析PiuB的作用,采用同源重组策略获得了Xag的piuB基因缺失突变株(ΔpiuB),并对该突变株进行功能研究。研究表明：相较于野生型,突变株ΔpiuB在寄主大豆上的毒性和生长能力显著削弱;铁载体分泌量激增;对Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Mn²⁺的敏感性显著增强。此外,该突变株的H₂O₂抗性、胞外多糖产量、生物膜形成能力以及游动性等相较于野生型均显著减弱;添加外源Fe³⁺不能有效恢复ΔpiuB的上述特性;功能互补株可完全恢复ΔpiuB的缺陷性表型至野生型水平。这说明PiuB是Xag摄取Fe³⁺的潜在因子,并且是Xag在寄主大豆上致病所需的。