基于CRISPR-Cas9技术的TaLr34易感等位基因编辑能够提高面包小麦的抗叶锈病能力，且不会影响产量

《Functional & Integrative Genomics》：CRISPR-Cas9 based editing of the susceptibility allele TaLr34 enhances leaf rust resistance in bread wheat without yield penalty

小麦锈病威胁全球粮食安全，传统抗病育种易受病原体突变影响。本研究采用CRISPR-Cas9技术敲除小麦品种Galaxy-13的TaLr34同源基因exon 11保守区，成功获得5株编辑植株，经多地点三年田间及温室试验验证，其叶锈病抗性显著提升且不影响产量和农艺性能。

　　

摘要

小麦（Triticum aestivum L.）是全球广泛种植和消费的谷物作物，但大多数小麦生产区都受到锈病的影响，尤其是条锈病和叶锈病，这些病害导致了严重的全球性疫情，并大幅降低了粮食产量。控制小麦锈病的最有效方法是种植和培育具有抗锈性的小麦品种。传统的抗病作物育种主要依赖于抗性（R）基因；然而，病原体的突变往往会削弱R基因介导的抗性。在这项研究中，我们利用基于CRISPR-Cas9的基因组编辑技术作为先进的育种工具，通过敲除易感等位基因TaLr34的同源基因来增强面包小麦品种Galaxy-13的抗锈性，具体目标是该基因的外显子11中的保守区域。在21株经过基因编辑的植株中，有5株成功实现了抗性改造，并表现出对叶锈病的中等抗性。我们在多个地理位置连续三个生长季节内，分别在温室和田间条件下对这些TaLr34突变体进行了叶锈病抗性评估。研究结果表明，利用CRISPR-Cas9技术敲除TaLr34基因是一种有效的策略，可以在不降低产量和农艺性能的前提下，为高产的优质小麦品种Galaxy-13提供持久的叶锈病抗性。