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外媒:科学家编辑水稻DNA防御病原体

发布时间: 2022-04-10 14:39:05
参考消息网11月3日报道外媒称,细菌性枯萎病袭击着东南亚和西非的稻田。这是一种被研究得非常透彻的作物疾病,它常常被用作研究微生物与其寄主植物间相互作用的一个模型系统。这种病原体被称为水稻黄单胞菌水稻致病变种,简称Xoo,它通过劫持一些外排糖的水稻基因来维持生存。研究人员已研究出如何编辑水稻的基因组以阻止这种劫持行为。 据美国阿尔斯科技网站10月31日报道,Xoo分泌与水稻的糖外排转运蛋白(SWEET)基因附近的DNA结合在一起、并激活它们的类转录激活因子样效应物(TALEs)。这些SWEET基因在植物中无处不在,它们透过细胞膜转运蔗糖。其基因表达是对Xoo具有易感性所必需的。 研究人员认为,修改水稻的SWEET基因将带来对Xoo的抵抗性,尤其是在已通过这种方式自然产生抵抗性的情况下。但截至目前,只有少数几种Xoo的基因特征得到确定,因此尚不清楚它是否还有其他攻击宿主的方式。  为了研究如何让水稻最有效地抵抗Xoo,即水稻的哪些SWEET基因需要改变以及如何改变,一个国际科学家小组首先研究了63个Xoo菌株,其中33个来自亚洲,30个来自非洲。研究发现,它们都利用TALEs来诱导SWEET基因的表达。 作为概念验证,科学家们随后用CRISPR技术编辑了Kitaake水稻中的三个SWEET基因附近的DNA,特别针对那些TALE蛋白质与之结合但不侵害周围DNA的DNA序列。 报道称,这种转基因水稻能抵抗所有已知Xoo菌株。Kitaake是一个粳稻品种,最适合此类研究,因为它开花期短且再生率高。Kitaake还可以用来培育日本和中国的水稻,以使之具有抵抗性。 研究小组用CRISPR技术修改了两个种植面积超过100万公顷的水稻品种。在田间试验中,经过编辑的水稻生长正常,就植株高度和其他农业相关指标而言,表现得很像其未经修改的亲本。关键在于,它能抵抗三种具有代表性的Xoo菌株。 举报/反馈

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