霜霉病抗性 6 (DMR6) 蛋白是一种 2-氧戊二酸 (2OG) 和 Fe(II) 依赖性加氧酶,参与水杨酸 (SA) 代谢。SA 被认为是一种非生物胁迫耐受性增强剂,在番茄中发现 DMR6 的失活会增加其水平并诱导对多种病原体的抗病性。通过应用 CRISPR/Cas9 技术,我们生成了 Sldmr6-1 番茄突变体并测试了它们对干旱和晚疫病的耐受性。野生型番茄品种‘San Marzano’及其 Sldmr6-1 突变体被剥夺了 7 天的水。WT植物表现出严重的枯萎,而T 2 Sldmr6-1突变体叶片肿胀,并保持较高的土壤相对含水量。生态生理测量表明,Sldmr6-1突变体采取了节水行为,通过降低气孔导度来降低蒸腾速率。在干旱胁迫下,同化率也降低,导致气孔下腔中的CO 2浓度没有改变,并提高了水分利用效率。此外,在Sldmr6-1突变体中,干旱胁迫诱导抗氧化相关基因SlAPX和SlGST的上调以及参与ABA分解代谢的SlCYP707A2基因的下调。最后,我们首次在番茄中强调,Sldmr6-1 突变体对晚疫病的病原菌致病菌的敏感性降低。
我们最喜欢的一句话来自物理学家维克多·魏斯科普夫,他作为科学家、音乐家、领导者和教师所取得的成就,使他获得了“终极文明人”的称号。这句话是“唯一的罪过是如果你听到一个好主意而不去窃取它。”我们喜欢这句话,因为它揭示了个人成功的最深刻的真理之一:它很大程度上是从别人那里偷来的。通过维克多·魏斯科普夫的非凡才华,我们减轻了将这本书赠送给教师(他们才是这本书的合法作者)时的一些愧疚感。一些借给我们作品的老师的名字出现在这本书中。我们首先向他们表示特别的感谢。感谢前日内瓦市学校的 Barbara Heinzman、Hinsdale South 高中的 Claudia Geocaris 博士、Downers Grove South 高中的 Robin Cederblad、宾厄姆顿学院的 Toni Johnson、Dewitt 小学的 Michael Ledford、前宾厄姆顿学院的 Sherry Gibbon 和 Catskill 中学的 Carl Carrozza。但是,我们非常清楚,还有其他人——许多其他人的想法也出现在了这些页面中。尽管我们尽了最大努力联系到所有在这里发表作品的老师,但我们担心有些老师可能没有得到我们的关注。我们希望我们能够公正地对待他们的工作,并希望感谢他们所有人。还要特别感谢 Jay McTighe、Grant Wiggins、Robert Marzano 和 Giselle Martin-Kniep,他们孜孜不倦地帮助学校变得更好,深深地影响了我们、我们的书以及您将在整本书中找到的战略仪表板。另外,还要感谢 McREL 帮助将仪表板概念变为现实。接下来,我们还要感谢许多其他为这个项目贡献才华、想法和时间的人。我们要提到的许多人包括 Abigail Silver、Robin Young 和 Lori Barnett,感谢他们深入而高质量的反馈和修订说明;Allyson Palmer 和 Meredith Lee,感谢他们的细致
摘要:番茄晚疫病(LB)的病原菌是致病疫霉菌,是一种毁灭性的疾病,严重影响植物的生产力。植物中易感基因(S)的存在促进了病原菌的增殖;因此,抑制这些基因可能有助于提供广谱和持久的耐受性/抗性。先前对拟南芥和番茄的研究表明,PMR4 易感基因的敲除突变体对白粉病具有耐受性。此外,马铃薯中 PMR4 的敲低已被证明可以赋予对 LB 的耐受性。为了在本研究中验证番茄中的相同效果,将含有四个单向导 RNA(sgRNA:sgRNA1、sgRNA6、sgRNA7 和 sgRNA8)的 CRISPR-Cas9 载体(靶向尽可能多的 SlPMR4 区域)通过农杆菌介导的转化引入两种广泛种植的意大利番茄品种:“San Marzano”(SM)和“Oxheart”(OX)。选择了 35 株植物(26 株 SM 和 9 株 OX)并进行筛选,以确定 CRISPR/Cas9 诱导的突变。不同的 sgRNA 导致的突变频率范围从 22.1% 到 100%,或者精确插入(sgRNA6)或缺失(sgRNA7、sgRNA1 和 sgRNA8)。值得注意的是,sgRNA7 在七种 SM 基因型中诱导了纯合状态下的 − 7 bp 缺失,而 sgRNA8 导致产生十五种具有双等位基因突变( − 7 bp 和 − 2 bp)的 SM 基因型。选定的编辑品系接种了 P. infestans,其中四种在 PMR4 基因座完全敲除的品系与对照植物相比表现出减轻的病害症状(易感性从 55% 降低到 80%)。使用 Illumina 全基因组测序对四种 SM 品系进行测序以进行更深入的表征,而未显示出候选脱靶区域发生任何突变的证据。我们的结果首次表明,pmr4 番茄突变体对致病疫霉菌的易感性降低,证实了 KO PMR4 在提供针对病原体的广谱保护中的作用。
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