JIPB | 中国农业科学院植物保护研究所宁约瑟团队通过在携带抗病基因材料中编辑感病因子创制广谱抗病新材料

前期研究中，宁约瑟团队发现在日本晴背景下敲除三个S因子Pi21、Bsrd1和Xa5创制的pbx^cas9/NPB三敲突变体材料显著提高了对稻瘟病和白叶枯病的抗病性，然而突变体对R基因Piz-t不亲和稻瘟菌小种的抗病性显著弱于Piz-t株系，而Piz-t株系对亲和稻瘟菌和白叶枯菌的抗病性显著低于pbx^cas9/NPB三敲突变体。为了兼顾二者的抗病性，本研究在Piz-t株系下组合敲除S因子Pi21、Bsrd1和Xa5创制了pbx^cas9/Piz-t材料。发现pbx^cas9/Piz-t株系具有R基因Piz-t的小种特异性抗性，同时增强了对R基因Piz-t亲和稻瘟菌和白叶枯菌的抗病性，说明R基因Piz-t和S因子Pi21、Bsrd1和Xa5可以有效实现抗性互补。07GY31-Piz-t是前期通过分子设计育种创制的育种中间材料，为了进一步提高07GY31-Piz-t的广谱抗病性，本研究在07GY31-Piz-t材料中组合敲除S因子Pi21，Bsrd1和Xa5创制了pbx^cas9/07GY31-Piz-t材料。发现pbx^cas9/07GY31-Piz-t株系显著增强了对稻瘟病和白叶枯病的广谱抗性，且不影响其它农艺性状，将其命名为07GY31-BSR。

综上所述，分子设计育种和基因编辑的有效结合，可以在植物中快速有效地创制BSR材料。该研究不仅为水稻抗病育种提供了新材料，也为提高作物抗病性提供了新思路。中国农业科学院植物保护研究所博士后陶辉为该论文的第一作者，宁约瑟研究员为论文通讯作者。江苏里下河地区农业科学研究所李爱宏研究员、肖宁研究员等参与了研究工作。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国博士后科学基金等项目的资助。

Tao, H., Xiao, N., Wang, R., He, F., Cai, Y., Jiang, S., Wang, M., Wang, D., Chen, H., You, X., et al. (2025). Development of elite rice with broad-spectrum resistance through pyramiding of key resistance gene and simultaneously editing multiple susceptibility genes. J. Integr. Plant Biol. https://doi.o‍rg/‍10.1111/jipb.13901