据中国农业科学院最新消息，该院作物科学研究所水稻抗病基因挖掘与利用创新组，利用基因编辑技术启动抗性蛋白，成功将感病品种水稻转变成广谱高抗白叶枯病的水稻品种，创制了广谱高抗白叶枯病水稻培育的新途径，为有效利用重要的基因核心元件提供了模型。相关研究成果发表于《分子植物(Molecular Plant)》。
创新组负责人、中国农科院作科所研究员赵开军介绍，水稻白叶枯病是世界范围内的毁灭性细菌病害。水稻抗白叶枯病基因 Xa23 是我国科学家从国内野生稻资源中发掘的，是育种家公认的目前最好用的广谱抗白叶枯病基因，携带 Xa23 基因的水稻表现出非常广谱的白叶枯病抗性。但是， Xa23 平时不表达（否则植株会死掉），只是在面临病原菌侵染时立刻启动表达，编码出强悍的抗病蛋白XA23，该小蛋白直接快速杀死被感染的水稻细胞，断绝病原菌的营养供给，从而“饿死”病原菌，保护了其他未被侵染的水稻细胞，最终实现高度抗病。尽管 Xa23 基因源自野生稻，但其开放读码框在栽培稻品种中广泛存在，只是其启动子区缺少能监测病原菌的元件，因此在面临白叶枯病菌侵染时， Xa23 不能启动表达，所以表现出感病。
该项研究利用CRISPR/Cas9介导的同源重组技术，把监测病原菌的启动子元件定点插入到原本感白叶枯病的水稻品种的基因组中，创制出了对供试的20个白叶枯病菌小种全部高抗的基因编辑株系，证明了可以在一年内（两个世代）将一个“感病品种”转变成广谱高抗白叶枯病的水稻品种，而且原品种的株高、旗叶长宽、穗数、穗长、结实率、千粒重、单株产量等性状不受影响。这是对水稻白叶枯病抗性优异基因 Xa23 和新兴的基因组编辑技术在水稻改良中应用的重大扩展，为有效利用重要的基因核心元件提供了模型。
