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通过基因组编辑稻米核孔蛋白基因 OsCPR5.1（而非 OsCPR5.2）实现对水稻黄斑驳病毒的抗性
摘要 水稻黄斑驳病毒 (RYMV) 是非洲最严重的水稻疾病之一。RYMV 的管理具有挑战性。遗传抗性提供了最有效和最环保的控制。隐性抗性基因座 rymv2 (OsCPR5.1) 已在非洲水稻 (Oryza glaberrima) 中被鉴定，然而，渗入 Oryza sativa ssp。由于跨越障碍，粳稻和印度稻仍然具有挑战性。在这里，我们评估了两种水稻核孔蛋白旁系同源物 OsCPR5.1 (RYMV2) 和 OsCPR5.2 的 CRISPR/Cas9 基因组编辑是否可用于将 RYMV 抗性引入粳稻品种 Kitaake。两种旁系同源物均已被证实可弥补拟南芥 atcpr5 突变体的缺陷，表明存在部分冗余。尽管两种旁系同源物之间存在惊人的序列和结构相似性，但只有 o scpr5.1 功能丧失突变体完全具有抗性，而 oscpr5.2 功能丧失突变体仍然易感，这表明 OsCPR5.1 在 RYMV 易感性中起着特殊作用。值得注意的是，在 OsCPR5.1 的 N 端结构域（预计为非结构化）中存在短的框内删除或替换的编辑线对 RYMV 高度敏感。与单个拟南芥 AtCPR5 基因突变导致植物严重矮化不同，oscpr5.1 和 oscpr5.2 单敲除和双敲除突变体既没有表现出明显的生长缺陷，也没有表现出类似病变表型的症状，这可能反映了功能分化。OsCPR5.1 的特定编辑，同时保持 OsCPR5.2 活性，为在优良稻种系中产生 RYMV 抗性以及与其他 RYMV 抗性基因或其他性状有效叠加提供了一种有前途的策略。
通过对日本稻核孔蛋白基因 OsCPR5.1 进行基因组编辑，而非对 OsCPR5.2 进行基因组编辑，实现对水稻黄斑驳病毒的抗性
水稻黄斑驳病毒 (RYMV) 是导致非洲最严重的水稻疾病之一。RYMV 的管理具有挑战性。遗传抗性是最有效且环境友好的控制方法。隐性抗性基因座 rymv2 (OsCPR5.1) 已在非洲水稻 (O. glaberrima) 中被鉴定，然而，由于跨越障碍，将其渗入 O. sativa ssp. japonica 和 indica 仍然具有挑战性。在这里，我们评估了是否可以使用 CRISPR/Cas9 基因组编辑两个水稻核孔蛋白同源物 OsCPR5.1 (RYMV2) 和 OsCPR5.2 来将 RYMV 抗性引入粳稻品种 Kitaake。这两个同源物已被证明可以补充拟南芥 atcpr5 突变体的缺陷，表明存在部分冗余。尽管这两个旁系同源物在序列和结构上具有惊人的相似性，但只有 o scpr5.1 功能丧失突变体具有完全抗性，而 oscpr5.2 功能丧失突变体仍然易感，这表明 OsCPR5.1 在 RYMV 易感性中起着特殊作用。值得注意的是，在 OsCPR5.1 的 N 端结构域（预计为非结构化）中存在短的框内缺失或替换的编辑系对 RYMV 高度敏感。与导致植物严重矮化的单个拟南芥 AtCPR5 基因突变相比，oscpr5.1 和 oscpr5.2 单敲除突变体既没有表现出显著的生长缺陷，也没有表明程序性细胞死亡的症状，这可能反映了同工型在其他重要功能方面的功能冗余。对 OsCPR5.1 进行特定编辑，同时保持 OsCPR5.2 活性，为在优良稻种系中产生 RYMV 抗性以及与其他 RYMV 抗性基因或其他性状有效叠加提供了一种有前途的策略。