所谓的水稻黄斑病毒（简称：RYMV）是造成非洲作物损失高的原因，尤其是在小农户中。杜塞尔多夫海因里希·海涅大学（HHU）和法国国家可持续发展研究所（IRD）的一个研究小组现在已经通过基因组编辑生产了抗该病的水稻品系。该团队在《植物生物技术杂志》上描述了水稻品种的开发，这是能够为非洲小规模食品生产者生产抗性本地适应优良品种的第一步。
RYMV是一种通过甲虫和直接叶与叶接触传播的RNA病毒。在非洲，大多数生产者耕种的土地面积不到一公顷，10%到100%的水稻收成经常因这种病毒而损失。这对最贫穷的农民来说是一个危及生命的问题。
开发抗性水稻品种
没有针对该病毒的有效保护措施。“唯一真正的保护措施是开发具有抗RYMV基因的水稻品种，这将使植物无懈可击，”该研究的主要作者Yugander Arra博士说，该研究现已发表在《植物生物技术杂志》上。
来自HHU分子生理学研究所（由Wolf B. Frommer教授领导）和法国蒙彼利埃发展研究所（IRD）的研究小组开发了这种抗性水稻品系。
目前已知三种抗性基因;仅其中一个基因（称为 RYMV1、2 和 3）的突变就足以实现耐药性。抗性形式rymv2发生在低产非洲水稻（Oryza glaberrima）品种中。RYMV2，也称为CPR5.1，编码来自细胞核孔的重要蛋白质。在模式植物拟南芥中，CPR5唯一基因拷贝的丢失不仅导致对病毒的广泛抗性，而且对细菌和真菌具有广泛的抗性。然而，生长受到严重限制，植物表现出自发性病变并产生低产量。因此，测试rymv2抗性是否可以转移到其他水稻品种而不会产生负面影响是很重要的。
水稻育种的挑战与解决方案
在非洲，主要使用其他基于亚洲水稻品种的高产水稻品种，这些品种没有抗性基因。然而，插入相关基因并不是一个特别有前途的方法，因为这种“种间”杂交种的后代是高度不育的，因此不能轻易繁殖和传递抗性。
使用CRISPR / Cas基因组编辑方法，该研究小组现在已经表明，RYMV2基因的突变可以在亚洲水稻品种中产生，使其以与非洲形式类似的方式抵抗病毒。下一步，目标是以同样的方式编辑相关的非洲优良品种，以便将其提供给非洲小规模生产者。帮助这些农民是由HHU领导的国际研究联盟“健康作物”的目标。
作物改良的遗传见解
植物具有遗传机制，这些机制在进化的早期对生存有用，但现在更有可能是有害的。玉米就是一个很好的例子：当施肥时干旱条件盛行时，基因会导致籽粒流产。由该基因引起的这种性状对当今玉米植株的野生多年生祖先有好处，但对现在用于农业的一年生植物的产量产生了不利影响。
这里检查的大米的情况与此类似。弗洛默教授：“这种抗性状可归因于一种非必需的基因功能的丧失。如果我们完全关闭基因，植物就会表现正常。然而，由于基因功能的丧失，它们对病毒具有抵抗力。
健康作物小组负责人Eliza Loo博士补充说：“可以说，这是一个原型，它对其祖先有用，但现在在干旱时期导致毁灭性的作物损失。关闭这个基因似乎是权宜之计，而且它没有明显的副作用。
有希望的成果和未来的方向
令人惊讶的是，至少在温室条件下，关闭密切相关的 CPR5.2 基因和两个基因 RYMV2 和 CPR5.2 都不会导致损伤。还值得注意的是，CPR5.2的丢失不会导致RYMV抗性。一切都表明，编辑RYMV2基因是对抗非洲水稻病害的一种有前途的方法。
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