现在的位置: 旱区作物逆境生物学国家重点实验室» 科研动态»

我室葡萄种质资源与育种团队利用CRISPR/Cas9技术揭示PR蛋白在葡萄抗霜霉病中的功能

葡萄霜霉病是由葡萄霜霉菌(Plasmopara viticola)引起的、危害葡萄生产的一大卵菌病害。病程相关蛋白(Pathogenesis related protein,PR蛋白)是植物在病理或病理相关的环境下诱导的一类蛋白,其常作为植物抗病性的标志。然而,PR蛋白在葡萄抗霜霉病中的研究还比较少。目前,CRISPR/Cas9基因组编辑系统已被广泛应用,其在植物基因编辑方面表现出高效率和特异性,为研究PR蛋白在葡萄抗霜霉病中功能提供技术支撑。

近日,Horticulture Research 在线发表了我室葡萄种质资源与育种团队题为 CRISPR/Cas9-mediated VvPR4b editing decreases downy mildew resistance in grapevine (Vitis vinifera L.) 的研究论文。该研究初步揭示了VvPR4b在葡萄抵御霜霉病侵染过程中的作用。

本研究发现,通过CRISPR/Cas9基因编辑系统获得的基因编辑葡萄材料的主要突变类型是碱基缺失,并且在这些转基因株系中可以检测到Cas9的表达。本研究中,共鉴定129棵再生葡萄苗,测序结果表明有26棵基因编辑葡萄苗,基因编辑效率为20.16%。所有可能的脱靶位点分析表明,本研究中基因编辑株系中的脱靶率为0。利用“叶盘法”进行接菌试验,结果表明与野生型葡萄相比,VvPR4b 基因编辑株系对葡萄霜霉菌的敏感性更高,在接种霜霉菌后第四天,基因编辑株系葡萄霜霉菌相对生物量明显高于野生型,基因编辑株系气孔周围活性氧(ROS)的积累低于野生型。综上所述,本研究结果证明VvPR4b在葡萄对葡萄霜霉菌的防御中发挥抗病功能。

捕获.PNG

再生植株VvPR4b基因突变的检测与表征

硕士生李梦媛和博士生焦韵桐为该论文共同第一作者,我室徐炎教授和青年教师刘国甜为本文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2018YFD1000300)、陕西省自然科学基金(2018JQ3012)和国家自然科学基金(31672115, 31601716)的资助。