2022年11月3日，植物保護學院植物免疫研究團隊在國際著名學術期刊Plant Biotechnology Journal上在線發表了題為“Simultaneous editing of three homoeologs of TaCIPK14 confers broad-spectrum resistance to stripe rust in wheat”的研究論文。該研究鑒定到一個感條銹病激酶基因TaCIPK14，并利用CRISPR/Cas9基因編輯技術創制了小麥廣譜抗病新材料。植物保護學院郭軍教授和康振生院士為本文的通訊作者，博士研究生何付新為論文的第一作者。   　　由條形柄銹菌小麥專化型（Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst）引起的條銹病是我國小麥生產上最重要病害之一。種植和培育抗病品種是防治小麥條銹病最經濟有效的措施。然而，由于存在小麥抗病資源不足及品種垂直抗性易“喪失”等問題，導致傳統抗銹育種面臨巨大挑戰。因此，亟需挖掘新的基因資源，開發新型抗病策略，改良小麥抗病性以實現小麥條銹病的持久控制。感病基因通過促進病原菌識別、侵入寄主或負調控植物免疫反應發揮感病的功能。通過基因編輯技術突變感病基因是改良植物抗病性的高效新途徑，已成為當今國際植物病理界的研究熱點。   　　類鈣調神經磷酸酶B樣蛋白（Calcineurin B-like proteins，CBLs）結合的蛋白激酶（CBL-interacting protein kinases，CIPK）參與調節植物鈣信號依賴的各種生理過程。先前研究表明，水稻中OsCIPK14/15為倍增基因，并且正調控微生物相關分子模式誘導的防御反應。序列分析發現，與水稻OsCIPK14/15不同，小麥的同源蛋白TaCIPK14和TaCIPK15出現序列分化，暗示TaCIPK14和TaCIPK15存在功能分化。瞬時沉默TaCIPK14后，小麥對條銹菌的抗病性顯著提高，伴隨著產孢減少、H2O2積累增加和病程相關基因顯著上調表達。進一步創制了TaCIPK14的轉基因過表達材料，接種后發現該材料對條銹菌感病性增加，主要表現在產孢增加，活性氧積累減少和病程相關基因表達被顯著抑制。綜上表明TaCIPK14是小麥中一個感條銹病基因。   　　為了進一步明確TaCIPK14的功能及其應用潛力，本研究利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術在六倍體小麥中同時敲除了A、B、D基因組的TaCIPK14基因。TaCIPK14突變株系對包括中國當前條銹菌流行小種CYR32、CYR33和CYR34在內的5個條銹菌小種產生了廣譜抗性。田間試驗結果表明，TaCIPK14突變株系與對照株系相比產量相關農藝性狀無顯著差異，接種后TaCIPK14突變株系的條銹病嚴重度從對照株系的64.5％降低到51.5％。   　　綜上，該研究利用基因編輯技術突變小麥感條銹病基因TaCIPK14，創制出廣譜抗病材料，在不影響產量性狀的前提下賦予了小麥對條銹菌的廣譜抗性，為作物抗病改良提供了新思路。   　　該研究得到了旱區作物逆境生物學國家重點實驗室實驗平臺提供的技術支持。并得到國家重點研發計劃（2021YFD1401000），國家自然科學基金項目（32172381和31972224），陜西省重點研發計劃（2021ZDLNY01-01），陜西省自然科學基礎研究發展計劃（2020JZ-13）和教育部111項目（B07049）資助。   　　原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13956