葡萄抗病分子育種方面取得新進(jìn)展（2020.8.7 園藝研究）

白粉病嚴(yán)重危害葡萄生產(chǎn)，每年造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。生產(chǎn)上廣泛栽培的歐亞種葡萄品質(zhì)優(yōu)良，但對(duì)白粉病缺乏抗性。部分中國(guó)野生葡萄高抗白粉病，但目前尚未克隆到持久、廣譜、高效的抗白粉病基因。MLO基因是近年來(lái)在大麥中首次被鑒定到的白粉病抗性負(fù)調(diào)控因子，其特定家族成員（如擬南芥AtMLO2/6/12）功能缺失可賦予植物持久、廣譜的白粉病抗性，且該基因家族在植物中保守存在，是作物抗白粉病精準(zhǔn)分子育種的潛在操作位點(diǎn)。利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)，可以對(duì)白粉病抗性負(fù)調(diào)控的MLO基因進(jìn)行編輯突變，進(jìn)而創(chuàng)制抗病作物新種質(zhì)。

近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄種質(zhì)資源與遺傳育種團(tuán)隊(duì)在Horticulture Research雜志在線(xiàn)發(fā)表了題為CRISPR/Cas9-mediated mutagenesis of VvMLO3 results in enhanced resistance to powdery mildew in grapevine（Vitis vinifera）的研究論文。

該研究利用CRISPR/Cas9技術(shù)成功編輯感病葡萄品種‘無(wú)核白的VvMLO3/4基因，獲得純合突變、雜合突變和嵌合體轉(zhuǎn)基因葡萄材料共計(jì)20余株;含不同sgRNA引導(dǎo)序列的表達(dá)載體轉(zhuǎn)化后編輯效率差異較大，編輯效率最高可達(dá)38.5%;除6株編輯材料正常成苗外，其余編輯材料均出現(xiàn)不同程度的葉片黃化、植株早衰等表型?？共⌒澡b定結(jié)果表明，6株正常生長(zhǎng)的VvMLO3基因雜合突變轉(zhuǎn)基因葡萄株系的白粉病抗性顯著提高，且主要?dú)w因于白粉菌誘導(dǎo)的寄主細(xì)胞過(guò)敏性死亡、細(xì)胞壁沉積和過(guò)氧化氫積累。該研究為利用CRISPR/Cas9技術(shù)進(jìn)行葡萄抗病分子育種奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

Fig.2VvMLO mutant grapevine plantlets showed early senescence-like phenotypes and difficulty in rooting

2017級(jí)碩士研究生萬(wàn)東艷為該論文第一作者，文穎強(qiáng)教授為通訊作者。該研究由西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院和美國(guó)馬里蘭大學(xué)合作完成，受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFD1000300）、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31772264）和美國(guó)NSF項(xiàng)目的資助。