水稻抗稻瘟病PTI相關(guān)基因的篩選及抗稻瘟病pi21基因編輯材料的創(chuàng)制.pdf

1、水稻稻瘟病是由稻瘟菌引起的具有破壞性的水稻病害之一，在全世界各稻區(qū)均有發(fā)生。主效抗病基因控制的稻瘟病抗性會隨著稻瘟病菌菌系的改變而喪失抗性。因此，開發(fā)利用抗稻瘟病育種新策略和新技術(shù)，已成為水稻育種的迫切要求。本研究基于病原相關(guān)分子模式誘導(dǎo)的植物免疫途徑(pathogen associated molecular patterns(PAMP)-tri ggered immunity,PTI），利用候選水稻基因的RNAi轉(zhuǎn)基因株系，接種稻瘟

2、病菌，篩選抗稻瘟病基因。同時(shí)，利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，對水稻品種日本晴的Pi21基因進(jìn)行定點(diǎn)突變，獲得抗稻瘟病水稻株系。主要研究結(jié)果為:
　　(1)實(shí)驗(yàn)室以水稻品種TJ394為受體材料，創(chuàng)制出水稻稻瘟病應(yīng)答基因的RNAi株系。本研究對TJ394進(jìn)行苗期抗稻瘟病接種試驗(yàn)，鑒定出致病菌系98019A，TMC-1、RO1-1、ROR-1和318-2。其中TMC-1菌系產(chǎn)孢量高并且對TJ394致病，被選用于鑒定RNAi株系

3、和TJ394的抗病差異。
　　(2)利用“微室”噴霧接種技術(shù)，對34個(gè)水稻稻瘟病應(yīng)答基因的RNAi株系進(jìn)行稻瘟病抗性鑒定。通過多次稻瘟病菌接種試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)XY23的7個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)化株系病級比TJ394低0.6-1.3級，并呈顯著水平;XY14的3個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)化株系病級比TJ394低0.7-1.1級，均呈顯著差異。XY23和XY14RNAi多個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)化株系均提高了水稻對稻瘟病的抗性，說明XY23和XY14是水稻抗稻瘟病相關(guān)基因。
　　(

4、3)利用CRISPR-Cas9技術(shù)，對感稻瘟病品種日本晴Pi21基因進(jìn)行定點(diǎn)突變，獲得了抗稻瘟病的pi21隱性突變株系。86.7％的T0植株的Pi21靶序列發(fā)生了堿基改變。通過T-DNA序列的PCR檢測，剔除攜帶T-DNA的T1代分離植株，從23個(gè)T1轉(zhuǎn)基因系中篩選獲得107株不含T-DNA轉(zhuǎn)基因序列的植株。然后對pi21的編輯位點(diǎn)進(jìn)行酶切和測序分析，在107株中有21株pi21純合突變體。對1個(gè)pi21突變株系進(jìn)行稻瘟病菌孢子噴霧接種