近日，中國農業科學院作物科學研究所作物分子育種技術和應用創新團隊通過基因編輯靶向編輯玉米內源基因，創制的突變體在多環境下對玉米擬輪枝鐮孢穗腐病具有明顯抗性，為抗病育種提供了重要的種質材料與育種技術基礎。8月25日，相關研究結果在《植物生物技術（Plant Biotechnology Journal）》上在線發表。   　　據謝傳曉研究員介紹，玉米穗腐病是全球農業生產上普遍發生的一種真菌性病害，不僅造成玉米大幅減產，其產生的真菌毒素還嚴重影響農產品質量安全，近年來已成為威脅我國玉米生產的主要病害。與小麥赤霉病、玉米莖腐病等主要農業病害的主要病原體相同，玉米穗腐病的病原真菌是鐮孢菌，其中，擬輪枝鐮孢和禾谷鐮孢是危害最大的兩種優勢致病菌。已有研究報道在小麥、玉米中存在鐮孢菌的抗性基因，其中，玉米中的ZmFER1在齊319、沈137等鐮孢菌病害抗性自交系中表現出多態性，且該多態性與小麥中鑒定的抗性等位變異具有類似特征，表明該基因可能具有鐮孢菌病害抗性育種開發價值。   　　該研究采用CRISPR/Cas9基因編輯技術，創制了系列目標基因突變體。其中，獲得了3個Zmfer1基因隱性純合突變體，包括已刪除CRISPR/Cas基因編輯元件的E1（1 bp插入）、E2（1 bp插入）和E3（5 bp缺失）。分別于2020年北京、2021海南、2021北京三地，采用突變體與野生型種子1:1混合盲樣人工接種擬輪枝鐮孢，開展單株基因型鑒定與表型鑒定，進行了抗性分析。結果表明，與野生型相比，突變體均一致表現為中等抗性水平。對發病籽粒進行了驗證鑒定發現，與接種抗性材料相比，感病野生型發病籽粒的主要伏馬毒素高達數千倍，符合擬輪枝鐮孢致病特征，且病原鑒定表明病害表型來源于接種的擬輪枝鐮孢。同時，還調查了其它農藝性狀，沒有發現突變對農藝性狀有顯著的負面影響。該研究為抗穗腐病育種創制了重要的種質材料和育種技術，為繼續深入深化鐮孢菌抗性機制及其育種應用研究奠定了重要基礎。   　　作科所劉昌林副研究員和碩士生孔銘為該文共同第一作者，謝傳曉研究員和劉昌林副研究員為論文通訊作者。該研究得到了來自海南省崖州灣種子實驗室、中國農業科學院創新工程和國家玉米現代產業技術體系等項目資助。