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。
摘要。红樱桃是落叶野生乔木,原产于中国,也用作观赏树。2018年至2023年3月下旬至12月,浙江省宁波市四明山(29°71'08”N,121°15'12”E)的红樱桃植株受到白粉病的严重危害。该病害每年3月下旬首次出现,特征是在幼叶近轴面出现白色、不规则的菌丝斑块。7月至8月,叶片受害部位的白粉病菌落消失,只剩下不规则的黄褐色斑点。9月病害再次发生,持续到12月下旬。12月在叶片上观察到含有子囊和子囊孢子的开壳囊。对开壳囊的形态分析表明病原菌为Podosphaera sp.。基于内部转录间隔区 (ITS) 区域 (引物 ITS4/ITS5) 的分子鉴定证实了病原菌为 Podosphaera prunigena 。接种试验证实了 Koch 法则,在接种的叶片组织中鉴定出相同的病原菌。本研究首次证实中国 P. rufoides 上的白粉病是由 P. prunigena 引起的。
有研究表明,对抗大生物体免疫因素的防御是通过形成对革兰氏阳性菌有溶解作用的膜囊泡来实现的,而这反过来可能导致微生物产生抗生素耐药性。金黄色葡萄球菌 ( S. aureus ) 是引起糖尿病足综合征 (DFS) 的常见病原体。我们描述了抗生素耐药性以及溶解囊泡作为金黄色葡萄球菌分离株和金黄色葡萄球菌参考菌株培养物中抗生素耐药性的作用。此外,我们使用枯草芽孢杆菌 ( B. subtilis ) 来确定囊泡在 36 名不同年龄的缺血性和混合性 DFS 患者中的溶解作用。这项研究的结果是,我们发现膜囊泡具有溶解作用,在金黄色葡萄球菌参考菌株及其临床分离株的囊泡周围以及枯草芽孢杆菌参考菌株的囊泡周围均形成了溶解区。在编码对多种抗生素耐药性的基因中,16.7%的临床菌株检测到blaCTX-M-2基因,11.1%的菌株检测到Erm和Tet基因,5.5%的菌株检测到Mec-1基因,5.5%的菌株检测到VanA和VanB基因。5.5%的菌株还检测到了质粒介导的喹诺酮类药物耐药基因qnrB。同时,11.1%的金黄色葡萄球菌临床菌株检测到多重耐药。进一步的研究应分析所述基因对粘附和膜囊泡形成的贡献及其在DFS患者和其他来源的伤口和感染的伤口愈合发病机制中的意义。
✉ 通讯和材料索取请发送至 Pamela C. Ronald 或 Guotian Li。pcronald@ucdavis.edu;li4@mail.hzau.edu.cn。作者贡献 GL、GS、PS 和 PCR 设计了实验。GL 和 RJ 筛选并分析了 rbl1 突变体的基因组数据。GS、PS、XK、XH、YL、YW、QG、XC 和 LZ 进行了植物感染试验。GS、XK、XH 和 YW 进行了 DAB、ROS、水杨酸、亚细胞定位、RT-qPCR 和 GUS 组织化学分析。LY 和 ZQ 进行了生物信息学分析。GS、JG、LF、LG、JCM、YB 和 QL 进行了脂质组学分析。YZ 和 YW 进行了 rbl1 的化学补充分析。 GS、QS、QG、Q. Zhou 和 T.-YC 进行了酵母突变体互补分析。JZ 和 KX 生成了 CRISPR 构建体。XK、XH、YL、W. Zhou、W. Zhang、Q. Zeng 和 ZK 筛选了编辑后的品系。GS、YW、RH 和 JX 进行了田间试验和农艺性状分析。GL 和 GS 起草了手稿,GL、GS、PS、LF、LZ、LG、KX、JCM、QL、YB、ZK 和 PCR 修改了手稿。所有作者都阅读并批准了最终手稿。
1. Silva C、Michereff S。2014 年。炭疽菌属的生物学和热带果树炭疽病的流行病学。Rev Caatinga 26:130–138。https://www.proquest.com/docview/1787752398?sourcetype=Scholarly%20Journals。2. Weir BS、Johnston PR、Damm U。2012 年。炭疽菌 gloeosporioides 物种复合体。Stud Mycol 73:115–180。https://doi.org/10.3114/sim0011 3. Liu F、Wang M、Damm U、Crous PW、Cai L。2016 年。植物病原真菌的物种边界:炭疽菌案例研究。BMC Evol Biol 16:81。 https://doi.org/10.1186/s12862-016-0649-5 4. Rogério F、Ciampi-Guillardi M、Barbieri MCG、Bragança CAD、Seixas CDS、Almeida AMR、Massola NS Jr. 2017。与巴西大豆炭疽病相关的元宝炭疽病的系统发育和变异。应用微生物学杂志 122:402–415。 https://doi.org/10.1111/jam.13346 5.Hartman GL、Sinclair JB、Rupe JC。 1999.大豆病害简述。第四版。 APS 出版社,美国明尼苏达州圣保罗。 6. Afolabi CG、Ogunsanya OM、Lawal OI。 2019. 评估一些非洲豆薯(Sphenostylis stenocarpa [Hochst. Ex A. Rich])种质对花芽和豆荚腐烂病的抗性。Curr Plant Biol 20:100126。https://doi.org/10.1016/j.cpb.2019.100126
1 杜塞尔多夫海因里希·海涅大学分子生理学研究所,德国杜塞尔多夫;2 国际水稻研究所,菲律宾洛斯巴尼奥斯;3 蒙彼利埃大学植物健康研究所 (PHIM)、IRD、CIRAD、INRAE、农业研究所,法国蒙彼利埃;4 密苏里大学邦德生命科学中心植物科学与技术部,美国哥伦比亚;5 坦桑尼亚农业研究所 (TARI)-Uyole 中心,坦桑尼亚联合共和国姆贝亚;6 国际水稻研究所,东部和南部非洲地区,肯尼亚内罗毕;7 国际水稻研究所 (IRRI),非洲区域办事处,肯尼亚内罗毕;8 唐纳德·丹佛斯植物科学中心,美国圣路易斯;9 名古屋大学转化生物分子研究所,ITbM,日本名古屋
摘要:由松针落针病菌引起的松针落针病在过去几十年中发病率和严重程度不断增加,目前已成为全球最重要的松树疾病之一。了解病原体毒力因子及其宿主靶标可以加速抗病育种。然而,由于松针落针病菌中靶向基因破坏效率低下,阻碍了这一进程,而靶向基因破坏是毒力基因表征所必需的。本文我们首次成功将 CRISPR/Cas9 基因编辑应用于松针落针病菌。使用非同源末端连接修复破坏了具有已知表型的松针落针通路调节基因 AflR,效率超过 90%。产生了具有一系列 AflR 破坏突变的转化子。通过使用特定的供体 DNA 修复模板来帮助选择未知表型的 Ds74283,我们还利用 CRISPR/Cas9 破坏了 Ds74283(一种编码分泌细胞死亡诱导物的 D. septosporum 基因)。在这种情况下,100% 的筛选转化体被鉴定为破坏体。在将 CRISPR/Cas9 确立为 D. septosporum 基因编辑工具的过程中,我们的研究可以快速追踪 D. septosporum 中候选毒力因子的功能表征,并为在其他森林病原体中开发该技术奠定基础。
摘要背景:基因组编辑工具 CRISPR/Cas9 提供了一种产生靶向突变的有效方法,彻底改变了基因操作。该技术利用 Cas9 内切酶和向导 RNA (sgRNA),它们相互作用形成 Cas9-sgRNA 复合物,通过引入双链 DNA 断裂来启动基因编辑。我们测试了 CRISPR/Cas9 方法作为促进小麦致病真菌 Parastagonospora nodorum 中各种反向遗传方法的有效性。结果:用 Cas9 蛋白和 sgRNA 转化 Parastagonospora nodorum 原生质体,以 Tox3 效应基因为靶点的预组装核糖核蛋白 (RNP) 复合物的形式转化。随后对 P. nodorum 转化子的筛选表明,筛选出的突变体 100% 被编辑。我们进一步测试了 RNP 复合物与含有 1 kb 同源侧翼 DNA 的 Tox3 -同源定向修复盒共转化时的功效。随后对所得转化子进行筛选,结果显示同源重组效率超过 70%。使用含有 50 bp 微同源侧翼的可选择标记的 Tox3 -同源定向修复盒进一步转化也实现了 25% 的同源重组效率。这些同源定向修复方法的成功表明 CRISPR/Cas9 适用于其他体内 DNA 操作方法,例如插入 DNA 和产生点突变。结论:这些数据突出了 CRISPR/Cas9 在加速 Parastagonospora nodorum 中无转基因基因敲除以及促进其他基因操作方法方面的巨大潜力。使用这些工具将大大减少评估疾病基因需求和进行功能研究以确定其作用所需的时间。关键词:CRISPR/Cas9、基因编辑、核糖核蛋白复合物、Parastagonospora nodorum