基于 CRISPR/Cas9 的多重基因编辑增强作物抗根结线虫能力

《BMC Plant Biology》：Dual knockout of susceptibility genes AtKRP6 and AtWRKY23 confers nematode resistance without affecting the host fitness

【字体：大中小】 时间：2026年11月05日 来源：BMC Plant Biology 5.6

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　　摘要背景根结线虫Meloidogyne incognita是全球作物产量损失的主要原因。传统上，通过培育抗线虫作物来提供可持续的管理策略。然而，与转基因作物相关的监管挑战以及能够克服抗性的线虫种群的出现，限制了抗性育种的效果。作为一种替代策略，CR

摘要

背景

根结线虫Meloidogyne incognita是全球作物产量损失的主要原因。传统上，通过培育抗线虫作物来提供可持续的管理策略。然而，与转基因作物相关的监管挑战以及能够克服抗性的线虫种群的出现，限制了抗性育种的效果。作为一种替代策略，CRISPR/Cas9技术被用来通过选择性敲除各种作物植物中的宿主易感（S）基因来赋予抗性。然而，由于抗线虫的S基因之间存在功能冗余，针对单个S基因往往无法将线虫种群数量降低到经济上可接受的阈值以下。

结果

在这里，我们使用多重基因组编辑技术（多顺反子tRNA–gRNA系统）证明了一个概念：同时敲除两个不同的抗线虫S基因AtWRKY23和AtKRP6，这两个基因是基于它们在M. incognita感染下的强烈和局部化诱导作用而特别选定的。这种表达模式通过启动子：GUS报告基因检测和RT-qPCR分析得到了验证，从而最小化了基因破坏可能带来的适应性成本。与野生型相比，在AtKRP6敲除（KO）、AtWRKY23敲除（KO）以及双基因敲除（DKO）系中，每株植物的线虫繁殖数量分别减少了29.22%、26.75%和56.45%，这突显了多重编辑技术在将线虫种群数量抑制到阈值以下方面的更高效率。

结论

总体而言，这项研究为通过同时敲除多个易感基因来发展持久的作物抗性奠定了基础，同时对宿主植物的适应性影响最小。

背景

根结线虫Meloidogyne incognita是全球作物产量损失的主要原因。传统上，通过培育抗线虫作物来提供可持续的管理策略。然而，与转基因作物相关的监管挑战以及能够克服抗性的线虫种群的出现，限制了抗性育种的效果。作为一种替代策略，CRISPR/Cas9技术被用来通过选择性敲除各种作物植物中的宿主易感（S）基因来赋予抗性。然而，由于抗线虫的S基因之间存在功能冗余，针对单个S基因往往无法将线虫种群数量降低到经济上可接受的阈值以下。

结果

在这里，我们使用多重基因组编辑技术（多顺反子tRNA–gRNA系统）证明了一个概念：同时敲除两个不同的抗线虫S基因AtWRKY23和AtKRP6，这两个基因是基于它们在M. incognita感染下的强烈和局部化诱导作用而特别选定的。这种表达模式通过启动子：GUS报告基因检测和RT-qPCR分析得到了验证，从而最小化了基因破坏可能带来的适应性成本。与野生型相比，在AtKRP6敲除（KO）、AtWRKY23敲除（KO）以及双基因敲除（DKO）系中，每株植物的线虫繁殖数量分别减少了29.22%、26.75%和56.45%，这突显了多重编辑技术在将线虫种群数量抑制到阈值以下方面的更高效率。