近日，李冉课题组在国际知名期刊PNAS上发表了题为A frameshift mutation in JAZ10 resolves the growth versus defense dilemma in rice的研究论文，在对茉莉酸信号途径JAZ10基因的编辑中，意外的发现了一种移码突变产生的新蛋白既提高水稻的生长又提高水稻的抗虫性，并解析了新蛋白的作用机制。
褐飞虱为害可显著诱导水稻JAZ10基因的表达，利用CRISPR-Cas9对该基因5’外显子区域的2个靶位点进行编辑。虽然获得的纯合无T-DNA插入的突变体都敲除了JAZ10基因，但不同突变体表现出不一致的生长和抗虫表型。提前产生终止密码子的突变体和野生型水稻无任何表型差异，而一类移码突变体则表现出更强的生长和抗褐飞虱的能力，该突变体中产生了一个新的蛋白（命名为FJ10），在野生型水稻中过表达FJ10蛋白也会出现类似的表型。不同突变体都不影响水稻的茉莉酸信号途径，暗示了水稻中15个JAZ基因存在功能冗余。移码突变体中产生的表型与FJ10蛋白有关，一方面，FJ10和水稻DELLA蛋白（SLR1）互作，从而释放了生长相关的转录因子（如PIL16）来提高水稻的生长能力；另一方面，FJ10还可以和FBK16蛋白互作，从而削弱了FBK16对PAL蛋白的降解，使水稻产生更多的木质素来提高对褐飞虱的抗性。FJ10表达的水稻品系在田间对褐飞虱的抗性也明显提高，并且在不防控的情况下有更高的产量。因此，这种基因编辑产生的新蛋白可应用于水稻的育种工作。这项工作也提醒研究人员在利用基因编辑突变基因时，要选择正确的突变类型，确保突变体的表型是由突变该基因所导致。
浙江大学昆虫所博士后李蕾蕾为论文第一作者，浙江大学昆虫所李冉研究员为论文通讯作者。浙江大学娄永根教授、吕静副教授对本研究给予了大力帮助。该研究得到了国家自然科学基金青年项目、面上项目、十四五国家重点研发计划、马普伙伴小组计划和浙江省属高校基本科研业务费专项资金的资助。
原文链接：
www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2413564121
为了能更有效地帮助广大的科研工作者获取相关信息，植物生物技术Pbj特建立微信群，Plant Biotechnology Journal投稿以及文献相关问题、公众号发布内容及公众号投稿问题都会集中在群内进行解答，同时鼓励在群内交流学术、碰撞思维。为了保证群内良好的讨论环境，请先添加小编微信，扫描二维码添加，之后我们会及时邀请您进群。小提示：添加小编微信时及进群后请务必备注学校或单位+姓名，PI在结尾注明，我们会邀请您进入PI群。
