干旱区生态环境知识资源中心

葡萄霜霉病是由葡萄霜霉菌（Plasmopara viticola）引起的、危害葡萄生产的一大卵菌病害。病程相关蛋白（Pathogenesis related protein，PR蛋白）是植物在病理或病理相关的环境下诱导的一类蛋白，其常作为植物抗病性的标志。然而，PR蛋白在葡萄抗霜霉病中的研究还比较少。目前，CRISPR/Cas9基因组编辑系统已被广泛应用，其在植物基因编辑方面表现出高效率和特异性，为研究PR蛋白在葡萄抗霜霉病中功能提供技术支撑。

近日，Horticulture Research 在线发表了我室葡萄种质资源与育种团队题为 CRISPR/Cas9-mediated VvPR4b editing decreases downy mildew resistance in grapevine (Vitis vinifera L.) 的研究论文。该研究初步揭示了VvPR4b在葡萄抵御霜霉病侵染过程中的作用。

本研究发现，通过CRISPR/Cas9基因编辑系统获得的基因编辑葡萄材料的主要突变类型是碱基缺失，并且在这些转基因株系中可以检测到Cas9的表达。本研究中，共鉴定129棵再生葡萄苗，测序结果表明有26棵基因编辑葡萄苗，基因编辑效率为20.16%。所有可能的脱靶位点分析表明，本研究中基因编辑株系中的脱靶率为0。利用“叶盘法”进行接菌试验，结果表明与野生型葡萄相比，VvPR4b 基因编辑株系对葡萄霜霉菌的敏感性更高，在接种霜霉菌后第四天，基因编辑株系葡萄霜霉菌相对生物量明显高于野生型，基因编辑株系气孔周围活性氧（ROS）的积累低于野生型。综上所述，本研究结果证明VvPR4b在葡萄对葡萄霜霉菌的防御中发挥抗病功能。

再生植株VvPR4b基因突变的检测与表征

硕士生李梦媛和博士生焦韵桐为该论文共同第一作者，我室徐炎教授和青年教师刘国甜为本文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2018YFD1000300）、陕西省自然科学基金（2018JQ3012）和国家自然科学基金（31672115, 31601716）的资助。