研究人员利用基因编辑技术靶向miRNA基因改良大豆抗病性

科研动态2周前更新 fe3bfd85ba49f13b

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文章导读

你是否想过，一株大豆竟能同时实现抗病与增产的“双重突破”？传统育种中，抗病性强往往伴随产量下降，而这项最新研究却打破了这一困局。中国科学院等团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，精准改造大豆中长期功能未知的miR2118基因，首次揭示其通过调控phasiRNA影响抗病与生长发育的双重机制。令人振奋的是，突变体在田间不仅对细菌性斑点病和线虫病害表现出广谱抗性，更实现单株产量稳定提升7.4%以上。这项无转基因的改良策略，为作物育种提供了可复制的新路径——原来，调控一段微小RNA，就能唤醒植物内在的“防御+高产”潜能。

— 内容由好学术AI分析文章内容生成，仅供参考。

大豆作为粮食与经济作物，在田间生产常受多种病害侵袭，导致其产量损失。microRNA是植物基因表达调控的核心分子，通过介导靶基因沉默及phasiRNA生成，在生长发育与抗病应答中发挥作用。其中，miR2118家族作为保守的phasiRNA触发器，在单子叶作物中功能已证实，但大豆中生物学功能尚未明确。

近期，中国科学院东北地理与农业生态研究所联合中国农业科学院等，运用CRISPR/Cas9基因编辑技术，精准靶向突变大豆miR2118a/b基因，成功创制出无转基因的人工amiR2118a/b纯合突变体，系统解析miR2118通过调控phasiRNA生物合成影响大豆抗病性和生长发育的机制。

与野生型大豆相比，amiR2118a/b突变体的pre-amiR2118a/b二级结构发生改变，成熟miR2118a/b表达水平下调，下游介导的phasiRNAs生物合成受到抑制。无论正常条件还是接种细菌性斑点病菌后，amiR2118a/b突变体内与光合作用、脂肪酸合成相关基因及防御反应相关基因均呈上调，使植株处于防御“预警”状态。其中，amir2118a/b双突变体m1和m2对叶际细菌病害和土传线虫病害抗性增强，实现地上部与地下部病害跨类型防控。两年田间试验证实，突变体单株荚数、粒数、粒重均优于野生型，小区测产实现7.4%至8.7%的稳定增产，打破抗病性与产量协同限制。