病害不仅威胁着水稻的生长和发育，而且会造成水稻极大的产量损失和稻米品质下降。预计在2023年，全国病害发生面积将达到3.6亿亩次（https://www.natesc.org.cn/）。防制病害最经济、有效和环境友好的实施策略是选育具有广谱高抗病特性的水稻品种。

2023年6月16日，湖南农业大学农学院唐文帮教授领衔的“水稻种质创新与重大新品种培育团队”在国际著名期刊Plant Biotechnology Journal（2021年影响因子：13.263，中科院一区TOP期刊）在线发表了题为“CRISPR/Cas9-mediated simultaneous mutation of three salicylic acid 5-hydroxylase (OsS5H) genes confers broad-spectrum disease resistance in rice”的研究论文。

该研究在水稻基因组中鉴定到了4个水杨酸羟化酶基因（OsS5H1、OsS5H2、OsS5H3和OsS5H4），这4个基因都受到白叶枯病菌PXO99强烈诱导表达。分别过表达OsS5H1、OsS5H2和OsS5H3会极大降低水稻体内的水杨酸含量，显著削弱了水稻对白叶枯病和稻瘟病的抗性。通过设计一条简单的sgRNA序列，研究人员成功敲除了OsS5H1、OsS5H2和OsS5H3 3个靶基因，构建了oss5h1oss5h2oss5h3三重突变体，节省了依赖传统杂交手段所需的耗时过程。研究发现，与野生型对照日本晴相比，oss5h1oss5h2oss5h3对白叶枯病和稻瘟病表现出更强的抗性。因此，研究结果不仅揭示了OsS5H在水稻病害免疫中的负调控作用，还为水稻广谱抗病育种设计提供了新的思路和基因靶点。

图 水稻OsS5H负调节水稻病害抗性

湖南农业大学为论文第一和通讯单位，论文第一作者为团队博士后刘雄，硕士研究生庾艳为论文共同第一作者，通讯作者为“水稻种质创新与重大新品种培育团队”PI唐文帮教授。湖南农业大学刘金灵副教授、博士研究生姚威对该研究提供了大力帮助。该研究得到了国家自然科学基金(32172078和U22A20502)、湖南省科技创新计划（2021JC0007、2021NK1001和2023NK1010）和湖南省自然科学基金（2021JJ40238和2022JJ30285）的资助。

文章来源：植物生物技术Pbj