白叶枯病和细菌性条斑病是全球水稻生产中分布最广、危害最严重的两种细菌病害,优质稻品种南粳46对这两种病害具有中等抗性。为了快速提升南粳46的抗性,研究人员采用靶向设计和基因敲入技术,将人工设计外源DNA片段精准插入南粳46的xa23基因启动子区,成功创制纯合插入突变体N46(Xa23R)株系。在正常环境中,该株系植株正常生长发育,一旦受到白叶枯病和细菌性条斑病侵染,该株系携带的Xa23基因就被激活表达。
抗性测试表明,新种质对中国、日本、菲律宾的20个白叶枯标准菌株和中国水稻种植区新分离的30个流行菌株均表现出高抗;对细菌性条斑病标准菌株和中国水稻种植区新分离的28个菌株也表现出高抗,具有稳定、持久、复合、广谱抗性等特点。