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光敏色素类互作因子OsPIL1敲除对籼稻稻瘟病抗性的影响
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作者 左如斌 钟爰爰 +4 位作者 杨淑敏 刘崇兰 刘娜 杨丽清 杨静 《南方农业学报》 北大核心 2025年第5期1431-1445,共15页
【目的】明确水稻(Oryza sativa)光敏色素类互作因子基因(OsPIL1)敲除对籼稻月亮谷生长、产量和抗瘟性的影响,初步探索外源茉莉酸或水杨酸对OsPIL1调控水稻稻瘟病抗性的影响,并探索OsPIL1整合JA/SA调控水稻稻瘟病抗性的作用,为解析稻瘟... 【目的】明确水稻(Oryza sativa)光敏色素类互作因子基因(OsPIL1)敲除对籼稻月亮谷生长、产量和抗瘟性的影响,初步探索外源茉莉酸或水杨酸对OsPIL1调控水稻稻瘟病抗性的影响,并探索OsPIL1整合JA/SA调控水稻稻瘟病抗性的作用,为解析稻瘟病抗性机制提供基础数据。【方法】以水稻品种月亮谷为研究材料,利用CRISPR/Cas9技术构建获得OsPIL1敲除转基因株系,并对其开展表型(根长、胚芽鞘长度、株高、分蘖数、穗长、穗粒数、百粒重、粒长、粒宽等)分析和稻瘟病抗性鉴定(病害调查、侵染进程观察等),同时进行外源JA/SA处理后的稻瘟病抗性鉴定。【结果】CRISPR/Cas9构建获得3个纯系的OsPIL1敲除转基因水稻株系(ΔOsPIL1 ko#7、#33和#36),OsPIL1敲除转基因水稻株系在株高、分蘖数、根长、胚芽鞘长度、茎基底到新叶叶鞘连接处长度、穗长、穗粒数、穗节点到顶叶叶鞘连接处长度、每节长度、百粒重、粒长、粒宽等农艺性状低于野生型;与野生型相比,OsPIL1敲除转基因水稻株系中过氧化物酶(POD)活性变化不大,但活性氧(ROS)含量显著增加而木质素含量显著减少(P<0.05,下同),水稻叶绿素和防御相关基因表达水平发生变化。稻瘟菌侵染OsPIL1敲除转基因水稻株系稻瘟病症状加重,与稻瘟菌接种野生型相比,OsPIL1敲除转基因水稻株系病情指数显著升高、胼胝质数变化不大、死细胞数和ROS含量增加、POD活性和木质素含量减少、防御相关基因表达水平降低;稻瘟菌活体致伤接种OsPIL1敲除转基因水稻株系引起单个病斑真菌相对生长量显著增加,进一步证实OsPIL1敲除转基因水稻株系稻瘟病抗性降低;外源JA或SA可明显提高OsPIL1敲除转基因水稻株系稻瘟病抗性,但提高效果不及JA或SA对野生型水稻。【结论】OsPIL1敲除对籼稻生长、谷粒发育和抗瘟性具有负面影响,OsPIL1可能介导JA或SA通路调控籼稻的抗瘟性。 展开更多
关键词 水稻 抗瘟性 ospil1 茉莉酸 水杨酸 防御响应
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