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非洲优良水稻品种的基因组编辑使其能够抵抗地方性和新兴的稻瘟病病原菌菌株
由水稻白叶枯病 (BB) 病原菌 (Xoo) 引起的水稻细菌性叶枯病威胁着全球粮食安全和小规模水稻生产者的生计。对来自亚洲、非洲和美洲的 Xoo 样本的分析表明，尽管全球大米贸易强劲，但其分布却呈现出令人惊讶的大陆隔离现象。本文，我们报告了坦桑尼亚前所未有的 BB 疫情。与地方性的 Xoo 不同，病原菌株携带针对蔗糖转运蛋白 SWEET11a 并抑制 Xa1 的亚洲型 TAL 效应物。系统基因组学将这些菌株与来自中国的 Xoo 菌株聚集在一起。非洲水稻品种没有携带合适的抗性基因。为了保护非洲水稻生产免受这种新出现的威胁，我们开发了一种混合 CRISPR-Cas9/Cpf1 系统来编辑东非优良品种 Komboka 的三个 SWEET 启动子中的六个 TALe 结合元素。经过编辑的品系表现出对亚洲和非洲Xoo菌株的广谱抗性，包括最近在坦桑尼亚发现的菌株。这一策略可能有助于保护全球水稻作物免受BB大流行的影响。
利用 CRISPR-Cas9 精准基因组编辑技术，针对超级巴斯马蒂大米的主要易感基因，实现对细菌性枯萎病的抗性
巴斯马蒂大米因其风味、香气和长粒而闻名于世。全球对它的需求不断增加，尤其是在亚洲。然而，其生产受到田间各种问题的威胁，导致农作物严重损失。其中一个主要问题是水稻白叶枯病菌 (Xoo) 引起的细菌性枯萎病。Xoo 通过激活易感基因（OsSWEET 家族基因）来劫持宿主机制，利用其内源性转录激活因子样效应物 (TALE)。TALE 在 OsSWEET 基因的启动子区具有效应物结合元件 (EBE)。在 Clade III SWEET 基因中发现的六个著名 TALE 中，有四个存在于 OsSWEET14 基因的启动子区。因此，针对 OsSWEET14 的启动子对于产生广谱抗性非常重要。为了设计出对细菌性枯萎病的抗性，我们通过靶向 OsSWEET14 启动子中存在的 4 个 EBE，在超级巴斯马蒂大米中建立了 CRISPR-Cas9 介导的基因组编辑。我们能够获得四个不同的超级巴斯马蒂品系（SB-E1、SB-E2、SB-E3 和 SB-E4），这些品系具有三个 TALE（AvrXa7、PthXo3 和 TalF）的 EBE。然后通过选择一种带有 AvrXa7 的当地分离的毒性 Xoo 菌株并感染超级巴斯马蒂，对编辑品系进行三次重复的抗细菌性枯萎病评估。AvrXa7 EBE 缺失的品系对 Xoo 菌株表现出抗性。因此，证实了编辑的 EBE 具有对 Xoo 菌株中存在的各自 TALE 的抗性。在这项研究中，获得了高达 9% 的编辑效率。我们的研究结果表明，可以利用 CRISPR-Cas9 来使本土品种对细菌性枯萎病产生抗性，以抵抗当地流行的 Xoo 菌株。
通过编辑 OsSWEET14 启动子提高越南主要优良水稻品种 TBR225 的白叶枯病抗性
TBR225 是越南北部最受欢迎的商业水稻品种之一。然而，该品种极易感染细菌性叶枯病 (BLB)，这是一种由水稻白叶枯病 (Xoo) 引起的疾病，会导致严重的产量损失。OsSWEET14 属于编码糖转运蛋白的 SWEET 基因家族。与其他 Clade III 成员一起，它表现为易感性 (S) 基因，该基因由亚洲 Xoo 转录激活因子样效应物 (TALE) 诱导对于疾病是绝对必要的。在本研究中，我们试图在 TBR225 优良品种中引入 BLB 抗性。首先，两种越南 Xoo 菌株被证明在 TBR225 感染后会上调 OsSWEET14。为了研究这种诱导是否与疾病易感性有关，利用 CRISPR/Cas9 编辑系统获得了九个 TBR225 突变体系，这些突变发生在 OsS-WEET14 启动子的 AvrXa7、PthXo3 或 TalF TALEs DNA 靶序列中。T 0 和 T 1 个体的基因分型分析表明，突变是稳定遗传的。三个无转基因 T2 编辑系的所检查农艺性状与野生型 TBR225 的性状均无显著差异。重要的是，其中一个 T 2 系含有最大的纯合 6 bp 缺失，显示 OsSWEET14 表达降低，对越南 Xoo 菌株的易感性显著降低，对另一个菌株完全抗性。我们的研究结果表明，CRISPR/Cas9 编辑赋予了越南商业精英水稻品种更高的 BLB 抗性。
通过编辑Ossweet14启动子
TBR225是越南北部最受欢迎的商业大米品种之一。然而，这种品种非常容易受到细菌叶枯白（BLB）的影响，这是一种由黄元莫纳斯·奥利扎·PV引起的疾病。oryzae（XOO），可能导致重要的产量损失。OSSWEET14属于编码糖转运蛋白的甜基因家族。与其他进化枝III成员一起，其表现为一种易感性（S）基因，亚洲XOO转录激活剂样效应子（Tales）对于疾病绝对必要。在这项研究中，我们试图在TBR225精英品种中引入BLB耐药性。首先，在TBR225感染后显示了两种越南XOO菌株在上调OSSWEET14。如果这种诱导与疾病易感性相关，则使用CRISPR/CAS9编辑系统获得了OSS-WEET14启动子的九个TBR225突变型线，其中九个具有突变，PTHXO3或TALF TALES TARES DNA TALES DNA目标序列。T 0和T 1个个体的基因分型分析表明，突变是稳定遗传的。三个无基因T2编辑线的所检查的农艺性状与野生型TBR225的较大不同。重要的是，具有最大的纯合6 bp缺失的T 2系之一，显示出OSSWEET14表达的降低，以及对越南XOO菌株的敏感性降低，并且对另一种菌株的完全抗性。我们的发现表明，CRISPR/CAS9编辑赋予了对越南商业精英大米品种的BLB耐药性。
研究论文
摘要 由水稻白叶枯病 (BLB) 引起的水稻细菌性叶枯病 (Xoo) 是水稻生产的一个主要制约因素。一些野生型水稻品种对 BLB 的天然抗性是由于 SWEET 基因启动子区中的效应结合元件 (EBE) 发生突变。SWEET14 是大多数 Xoo 病原体 TALE 最常针对的基因之一。因此，本研究旨在通过 CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑技术在籼稻品种 CO51 中的 OsSWEET14 基因的 EBE 中创建新的突变，以赋予其对 BLB 的抗性。使用未成熟胚进行农杆菌介导的转化，然后进行再生，从六个独立转化事件中获得了 11 株转基因植物，其中九株植物（属于五个事件）的靶序列发生突变。对四种突变植物（属于三个事件）进行的生物测定研究结果显示，两种植物（属于两个事件）对 BLB 具有抗性/中度抗性。
研究论文
摘要 水稻细菌性叶枯病 (BLB) 被认为是一种具有经济价值的疾病，因为该疾病会导致所有水稻种植区产量严重下降。病原菌水稻白斑病 (Xoo) 产生的转录激活因子样效应物 (TALE) 分子与 SWEET 基因启动子的效应物结合元件 (EBE) 结合并激活 SWEET 基因的转录，使植物易患该疾病。某些水稻基因型对 Xoo 的先天抗性是由于 SWEET 基因上游调控区中的 EBE 发生突变。CRISPR 介导的易感基因/启动子的靶向修饰是提高水稻 BLB 抗性的有效方法。本研究尝试通过在当地流行的水稻基因型 CO51 中引入 OsSWEET13 基因的 EBE 插入缺失来抑制 TALE 触发的信号传导，采用 CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑工具，以赋予 BLB 抗性。使用未成熟胚进行农杆菌介导的转化，然后进行再生，产生了四个独立的转化事件。发现代表三个事件的五株植物在目标序列中有一个核苷酸缺失。EBE 中的这些缺失突变可能会干扰相应 TALE 的结合，从而赋予对某些 BLB 菌株的抗性。
通过从xanthomonas oryzae PV中筛选稻米魔法种群中鉴定出的抗性和敏感性QTL。 oryzae
大米的细菌疫病（BB）的抗抗病性抗病性是由于病原体xanthomonas oryzae PV的进化和适应而是一项持续挑战。oryzae（XOO），耕种水稻品种。对这种病原体的毒力的基础是转录激活剂（TAL）效应子，可激活宿主基因的转录，对病原体的毒力，效果或两者兼而有之。宿主植物的耐药性预计如果针对影响病原体毒力和舒适性的策略性毒力因子会更耐用。我们表征了TAL7B，这是一种导致大米病原体毒力的少量毒力因子，是病原体的效果因子，并且在XOO的地理上多样化的菌株中广泛存在。为了识别对这种保守效应器的抵抗来源，我们使用了带有质粒寄生的TAL7B副本的高毒素菌株来筛选Indica多父母的高级高级杂交（魔术）种群。，特定于TAL7B（QBB-TAL7B）。总体而言，有150个预测TAL7B基因靶标与QBB-TAL7B QTL重叠。其中21个在预测的效应结合元件（EBE）位点中显示了多态性，而23个完全失去了EBE序列。接种和生物信息学研究表明，TAL7B特异性QTL之一QBB-TAL7B -8中的TAL7B靶向是一个疾病敏感性基因，并且该基因座的抗性机制可能是通过易感性丧失。我们的工作表明，较小的毒力因素显着促进疾病，并提供了一种潜在的新方法来识别有效的疾病抗性。
RNP复合物对细菌的作物保护...
•含有Cas9和GRNA的纳米配方，将外源喷涂到感染植物上。•核糖核蛋白（RNP）络合物的递送，该复合物靶向特定细菌毒性基因HRPX，HRPG，HRPB和HOPP1。•用于不同疾病的GRNA复合物的个体或组合。•所提出的技术靶向病原体毒力因子，以防止细菌枯萎病，导致小米的xanthomonas oryzae pv oryzae（XOO）在水稻上，细菌斑点，引起丁香肌pv。番茄dc3000在拟南芥和细菌枯萎病上，在马铃薯上引起拉尔斯托尼亚溶剂。•RNPS纳米配方具有增强的渗透和效率。•将RNP应用的管道和SOPS靶向细菌中的其他基因
摘要。 Rifhani NF，Apriana A，Sisharmini A，Santoso TJ，Trijatmiko KR，Slamet-Loedin IH，Yunus A. 2023。
摘要。Rifhani NF，Apriana A，Sisharmini A，Santoso TJ，Trijatmiko KR，Slamet-Loedin IH，Yunus A. 2023。 CRISPR/CAS9模块的构建和芳族水稻CV的遗传转化。 Mentik Wangi用于开发细菌叶枯萎病。 生物多样性24：3258-3268。 米CV。 Mentik Wangi是一种局部芳香大米，容易受到害虫和疾病的影响，例如由Xanthomonas oryzae（XOO）引起的细菌叶枯萎病（BLB）。 该细菌会对植物造成损害，从而降低作物产量。 这项研究旨在获得CRISPR/CAS9模块构建体，并将该构建体引入大米CV。 Mentik Wangi用于发展BLB抗性。 使用金门法进行了CRISPR/CAS9模块的制造，并将该构建体引入米CV。 使用农杆菌Tumefaciens进行。 构建具有OSSWEET11和OSSWEET14基因的多个GRNA的CRISPR/CAS9模块已成功，使用再生和转换效率值产生的T0生成的129个推定的转换线分别为9.4％和9.8％。 结果表明，HPT基因的36行是阳性的，表明CRISPR/CAS9-GRNAOSSWEET模块构建体成功地输入了水稻CV。 Mentik Wangi。 需要进一步的分析来鉴定Ti产生转基因植物的靶基因区域中的诱变以及BLB耐药性的表型测试。Rifhani NF，Apriana A，Sisharmini A，Santoso TJ，Trijatmiko KR，Slamet-Loedin IH，Yunus A.2023。CRISPR/CAS9模块的构建和芳族水稻CV的遗传转化。Mentik Wangi用于开发细菌叶枯萎病。生物多样性24：3258-3268。米CV。 Mentik Wangi是一种局部芳香大米，容易受到害虫和疾病的影响，例如由Xanthomonas oryzae（XOO）引起的细菌叶枯萎病（BLB）。 该细菌会对植物造成损害，从而降低作物产量。 这项研究旨在获得CRISPR/CAS9模块构建体，并将该构建体引入大米CV。 Mentik Wangi用于发展BLB抗性。 使用金门法进行了CRISPR/CAS9模块的制造，并将该构建体引入米CV。 使用农杆菌Tumefaciens进行。 构建具有OSSWEET11和OSSWEET14基因的多个GRNA的CRISPR/CAS9模块已成功，使用再生和转换效率值产生的T0生成的129个推定的转换线分别为9.4％和9.8％。 结果表明，HPT基因的36行是阳性的，表明CRISPR/CAS9-GRNAOSSWEET模块构建体成功地输入了水稻CV。 Mentik Wangi。 需要进一步的分析来鉴定Ti产生转基因植物的靶基因区域中的诱变以及BLB耐药性的表型测试。米CV。Mentik Wangi是一种局部芳香大米，容易受到害虫和疾病的影响，例如由Xanthomonas oryzae（XOO）引起的细菌叶枯萎病（BLB）。该细菌会对植物造成损害，从而降低作物产量。这项研究旨在获得CRISPR/CAS9模块构建体，并将该构建体引入大米CV。Mentik Wangi用于发展BLB抗性。使用金门法进行了CRISPR/CAS9模块的制造，并将该构建体引入米CV。使用农杆菌Tumefaciens进行。构建具有OSSWEET11和OSSWEET14基因的多个GRNA的CRISPR/CAS9模块已成功，使用再生和转换效率值产生的T0生成的129个推定的转换线分别为9.4％和9.8％。结果表明，HPT基因的36行是阳性的，表明CRISPR/CAS9-GRNAOSSWEET模块构建体成功地输入了水稻CV。Mentik Wangi。需要进一步的分析来鉴定Ti产生转基因植物的靶基因区域中的诱变以及BLB耐药性的表型测试。