水稻特特普持久抗稻瘟病机制的研究
水稻抗稻瘟病基因研究进展
•综述•综述 范学科等：水稻抗稻瘟病基因研究进展水稻抗稻瘟病基因研究进展范学科、张宝林2,郑爱泉1(1.杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100; 2贵州农业职业学院，贵阳551400)
Advances in Gene Research on Rice Blast Resistance FAN Xueke1，ZHANG Baolin2，ZHENG Aicjuan1摘要：水稻是世界上重要的粮食作物，然而由子嚢真菌 )引起的稻瘟病是影响稻米产量和品质 的主要病害，大面积应用化学防治不仅会增加生产成本，还容 易造成严重的环境污染。因此，鉴定抗稻瘟病资源，挖掘抗稻 痕病基因，并结合分子标记辅助选择（Markcr-AssistcdSclcc- tionMAS) 育种技术，将多个基因位点聚合到一个品种则是控 制和预防稻瘟病最为经济有效的途径。本文综述了稻瘟病发 病机制、致病因子、鉴定方法和抗病基因定位与克隆等方面的 研究进展，以期为水稻稻瘟病抗病资源筛查与新品种选育提供 理论借鉴。关键词：水稻；稻瘟病；分子标记辅助育种 IX1 编码：10. 6590/jcnki. 100-4 705.2018.05.04 5 中图分类号：S511 文献标志码：A
文章编号：1001-4705(2018)05-0045-05
水稻是重要的粮食作物之一，全世界三分之一以 上人口以稻米为主食。然而，近年来由子囊真菌 (Magwa〇r/e oyae)引起的稻瘟病常年发生，严重 影响稻米的品质和产量，给粮食生产造成了重大的经 济损失[1]。在我国，随着城市化进程的加速，耕地面积 的减少，病虫害防治难度的增加，对现阶段水稻育种工 作提出了更高的要求。稻瘟病属水稻全生育期病害，不同时期发病程度 不同。因此，在生产上按照稻瘟病发病时期和部位，一 般将稻瘟病分为苗瘟、穗瘟、叶枕瘟等类型，其中苗瘟 和穗瘟是影响水稻产量的主要类型[2]。稻瘟病菌变异 速度快，种类多且具有很强的环境适应能力。稻瘟病 的发生一般受环境温度和湿度的影响，在适宜的温度 条件下，阴雨连绵的天气稻瘟病菌最容易滋生并爆发， 严重时甚至导致绝收[3]。目前生产上主要通过培育抗 稻瘟病新品种和化学防治来抑制病菌繁殖和危害，但
水稻稻瘟病病菌研究进展_任鄄胜
第15卷第1期2008年1月 现代农业科学M ode rn A g ricu ltura l Sc i encesV o.l 15N o .1Jan .,2008文章编号:1005-4650(2008)01-0019-05水稻稻瘟病病菌研究进展任鄄胜1,2,3,肖陪村2,3,陈 勇2,3,黄 湘2,3,王玉平1,李仕贵1(1.四川农业大学水稻所,成都611130;2.内江农业科学研究所,四川内江641000;3.内江杂交水稻科技开发中心,四川内江641000)摘要:稻瘟病菌(Phy ricularia grisea (Cooke)Sacc .)是全球水稻产区最为流行、最具有破坏性的病原体,也是研究病原菌和寄主互作的主要模式病原菌。
世界各国科学家对稻瘟病菌全面系统地进行了研究。
就稻瘟病菌致病性分化、致病性和遗传宗谱的关系、稻瘟病菌功能基因和基因组的研究进行了归纳论述。
关键词:稻瘟病菌;致病性;生理小种;遗传宗谱;功能基因;基因组中图分类号:S511;S435.111.4+1 文献标识码:AThe R esearch Progress on R ice B l ast FungusREN J uan -sheng 1,2,3,X I AO P e-i cun 2,3,CHEN Y ong 2,3,HUANG X iang 2,3,W ANG Y u -pi ng 1,L I Sh-i gu i 1,(1.R ice Res earch Instit u te of S i chuan Agricultura lU n i vers it y ,C hendu 611130,Ch i na ;2.Agri cu lt u ral S ci ence Res earch Instit u t e of Neiji ang ,Neijiang ,S ichuan 641000,C hina ;3.N eiji ang hybri d iz ati on R ice Technol ogy D evelopm ent C enters ,Neiji ang ,S ichuan 641000,C hina)Abstrac t :M agnapor t he grisea i s the m ost ep i de m i c and destructi ve pa t hogen of r i ce w or l d w i de.And it is also the pr i ncipa lm ode l o rganis m for research on i nteracti on bet w een f unga l pathogen and host p l ants .Sc i entists a t ho m e and abroad have round l y done re -search i nto rice b l ast fungus .It is rev ie w ed and su mm ar i zed the research progress on v iru lence spec i a li za ti on o f rice blast f ungus ,viru -lence ,relationshi p bet w een pathogenicity and genetic li neage ,f unctional gene and the geno m e of t he r i ce blast fungus .K ey word s :M agnap orthe gr isea ;pathog en i c ity ;physio l og ic race ;genetic li neag e ;f unc ti ona l gene ;genom e 收稿日期:2007-12-18作者简介:任鄄胜,男,1978年生,山东鄄城人,助理研究员,在读博士生,研究方向:稻瘟病及其抗性遗传育种。
针对水稻稻瘟病防治技术的研究
针对水稻稻瘟病防治技术的研究作者：任洋，张国民，马军韬，王永力，张丽艳，邓凌韦来源：《山西农经》 2017年第14期摘要：水稻是我国重要的粮食作物之一，其不仅具有较高的食用价值，同时经济价值也比较突出。
为了提高我国水稻产量及品质，本文将针对水稻稻瘟病的防治技术进行详细的研究。
关键词：水稻；稻瘟病；品种抗性；菌源；气候；栽培技术文章编号：1004-7026（2017）14-0054-01 中国图书分类号：S435.111 文献标志码：A(中国科学院北方粳稻分子育种联合研究中心，150086)1 水稻发生稻瘟病的原因首先，品种抗性因素。
水稻品种众多，因此每一种品种的水稻抗性也存在差异性，就算是相同的水稻品种，但是在不同的季节等也会产生不同的抗性。
品种抗性受到栽培时间、地区环境等的影响。
比如高抗性品种在栽植若干年后会丧失抗性，或者更换栽植地区后抗性就会降低。
其次，是菌源因素。
若水稻品种携带了大量的菌源，然后种子在种植时未接受专业的浸泡消毒或者没有销毁染病稻草，那么水稻就会被病菌感染，引发稻瘟病。
然后，是气候因素。
水稻的抗性与菌源繁殖息息相关，并对寄主抗性存在间接影响作用。
而阴雨潮湿、缺乏光照的天气就是细菌传播、水稻染病的危险期之一。
最后，是栽培技术的因素。
栽培技术直接影响水稻抗性与病菌的成长，而水稻病害的流传与水肥管理息息相关。
①肥料。
氮肥对稻瘟病的发病具有较大影响，如果氮肥使用过量或者过迟，容易引发植株徒长，每株之间透光以及通风差，为病菌的繁殖和侵染创造了条件；②灌溉。
在水稻灌溉的期间，要合理施撒氮肥，改善土壤透气能力，从而使水稻抗病力得到提升；③土壤。
在春季时，土壤中富含的有机物逐渐分解，并且释放氮素，导致稻株贪青徒长，降低其抗性。
2 水稻稻瘟病防治技术分析首先，提高防治意识。
各地区农业管理部门，要强化稻瘟病防治意识，要积极展开稻瘟病防治知识的宣传、普及教育工作，为农户传授防治技术及经验，通过开展培训班等方式，提高农户的防治意识，引起水稻种植户的高度重视。
科学家揭示广谱和持久抗稻瘟病机制
行 进
中国
２ ０ １ ７ 年２ 月
编辑： 贾然然 电话 ： ０ １ ０ — ６ ３ ７ ４ ４ １ ８ ９ 邮箱： ｎ ｚ ｚ ｋ ２ ０ ０ １ ＠１ ６ ３ ． ｅ ｏ ｍ
专 家预测
科学家揭示广谱和持久抗稻瘟病机制
２ ０ １ ７ 年农药市场或将走出Ｉ
本 报讯 ２月 ６目， 记 者从 中 题 。 片、 茎 秆 等 病 原 菌 侵 染 的组 织 部 本 报讯 ２ ０ １ ６ 年 我 国农 药行 是 两 全 齐 美 ； 如果ｔ 科 院 上 海 植 物 生 理 生 态 研 究 所 为 解 决 这 个 长 期 困 扰 植 物 位 表 达 量 很 低 ， 因 此 不 会 对 情 整 体 不 怎 么 景 气 ， 大 部 分 农 药 售 ， 特别 是制剂 ， 没 获悉 ， 该 所 伺 祖 华 团 队 在 广 谱 和 病 理 和 育 种 界 的 瓶 颈 问 题 ， 何 祖 Ｐ ｉ ｇ ｍ Ｒ 的 抗 病 功 能 产 生 太 大 的 成 交 量 都 不 怎 么 理 想 ， 并 且 很 多 价 意 义 不太 大 。 持 久 抗 稻 瘟 病 机 制 研 究 领 域 获 华 团 队 与 育 种 家 合 作 ， 从２ ０ ０ ２ 开 影 响 。 正 是 由于 Ｐ ｉ ｇ ｍ Ｓ 低 水 平 的 农 药 产 品 价 格 依 然 不 温 不 火 ， 但 尽 管 目前 没 有 ｛
大部分抗谱 窄 ， 在 实 际 的水 稻 抗 病育种实践 上的应用 价值不大 。 如 果 把 这 些 抗 病 基 因 整 合 到 一 个 品种提 高抗 病 性 往往会 影响 产 量和 品质 一即 抗病 性 代 价 问
开， 因 此 选 育 的 品 种 既 有 广 谱 抗 病 性 又 不影 响最 终 的产 量 。 据悉， 这 个新基因位点 Ｐ ｉ ｇ ｍ 自发 掘 以 来 ， 已经被国 内３ Ｏ 多 家 种 子 公 司 和 育 种 单 位 应 用 于 水 稻 抗病分 子育种 ， 已经 有 新 品种 提高水稻结实 率（ 产量） 。 参 加 区试 和 品种 审 定 。 相 关负 责人表示 ， 有 意 思 的 相 关 国内外权威 专家表 示 ， 是 通过长期 进化和人 工选择 ， 这 这 项 研 究 成 果 不 仅 在 理 论 上 扩 个Ｐ ｉ ｇ ｍ Ｓ 基 因 表 达 本 身 受 表 观 展 了 植物 免 疫 与抗 病性 机 制 的 遗 传调控 ： 其 本 身 的启 动 子 可 以 认 识 ， 也 为 作 物 抗 病 育 种 提 供 了 产 生 特 异 的 小 分 子 ＲＮＡ， 沉 默 有效 的新 工 具 。 自 己 的 表达 ， 导致 Ｐ ｉ ｇ ｍ Ｓ 在 叶 （ 黄 辛 朱泰 来 ）
稻瘟病防治研究及其抗性鉴定基地
稻瘟病防治研究及其抗性鉴定基地和服务五十年防治在危害水稻生产的各类病害中，以稻瘟病为首，该病害遍布世界80多个国家，一般造成减产10%~20%，严重时可达40%~50%，特别严重的田块甚至颗粒无收。
湖南是水稻犬省，控制稻瘟病危害对保证我省水稻优良品种的研究与推广有着重要意义。
我省稻瘟病防治工作起始于二十世纪50年代，1954年，湖南省农业试验总场植保系（省植保所前身）与原华中农科所植保系协作，在古丈县黑泥潭对稻瘟病进行了调查研究。
次年，总场植保系提出胡麻叶斑病、稻热病（即稻瘟病）的调查计划，并于1956年对稻热病单独列题进行研究。
此后，稻瘟病的防治研究一直是省植保所的重点课题，并随着研究的不断深入，其内容也不断增加，领域不断拓宽。
其中，20世纪50年代中期，侧重于药剂防治的研究，其中对汞制剂防治稻瘟病的有效浓度、施用剂型、施药适期以及雨天施药技术等进行了系统研究；20世纪60年代，主要开展了科学的水肥管理防治稻瘟病效果的研究，通过研究，探明了化肥和绿肥与稻瘟病发生流行的关系；1972年以来，与浙江省农科院植保所一道在全国测报与全国稻瘟病科研协作等会议上，率先提出以推广抗病丰产品种为中心的综合防治措施是防治稻瘟病的经济而有效的途径；此后至今，省植保所作为全国科研协作组抗病性研究单位，组织省内外有关协作单位，开展了抗病丰产品种及抗源鉴定筛选的研究，并进行了以抗病丰产品种为中心的综合防治试验示范。
1、持久抗瘟性与抗性育种在大田生产中，由于一些抗性品种的抗瘟性在3--0 a中逐渐消失，因此给稻瘟病的防治提出了新的挑战。
为解决这一国际难题，省植保所在国家自然科学基金的资助下，由彭绍裘研究员主持，于1990年开始了稻类持久抗瘟性基因的发掘与利用研究，首次全面系统地提出了以病区时空动态效应强度抗病信息流质量反应为核心的持久抗瘟性鉴定方法，揭示了持久抗瘟性应具有的4个特征，分析了稻类持久抗瘟性形成和衰变的原因。
水稻抗稻瘟病基因Pi35基因内特异SNP共显性分子标记开发及应用研究
现 代农 业科 技
２ ０ １ ６年第 ２ １期
水稻 抗 稻瘟 病基 因 Ｐ ｉ ３ ５ 基 因 内特异 Ｓ ＮＰ共显 性 分 子标 记 开发 及应 用 研 究
徐华山 周 雷 刘 凯 李 培德 游 艾青
（ 湖北省农业科学院粮 食作物研 究所／ 粮食作物种质创新与遗传改 良湖北省重点实验室 ， 湖北武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ４ ）
品种 具 有 巨 大 的利 用价 值㈣ 。 本 研 究 在 ２对 交 叉 引物 Ｐ Ｃ Ｒ
（ Ｐ Ｃ Ｒ ｗ ｉ ｔ ｈ ｃ ｏ ｎ ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｗ ｏ — ｐ ａ ｉ ｒ ｐ ｒ ｉ ｍ ｅ ｒ ｓ ， Ｐ Ｃ Ｒ — Ｃ Ｔ Ｐ Ｐ ） 方 法 的基
；
— — 一
Ｔ 型等位基因
ｉ
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谱、 持久 抗性 水 稻品 种成 为 解决 问题 的 最佳途 径 。 Ｐ ｉ ３ ５ 位 于
水 稻 ｌ号染 色体 ， 供 体亲 本来 源于 日本 粳稻 品种 Ｈ ｏ ｋ ｋ ａ ｉ １ ８ ８
（ Ｎ ｇ ｕ ｙ ｅ ｎ等 ， ２ ０ ０ ６ ） ， 携带 Ｐ ｉ ３ ５基 因 的 Ｈ ｏ ｋ ｋ ａ ｉ １ ８ ８ （ 北海 １ ８ ８ ）
水 稻 是 我 国重 要 的粮 食 作 物 ． 稻瘟 病 是 我 国稻 作 区 最
严 重 的 的病 害 之 一 ． 严重影响稻谷产量和质量 。 利 用分 子 标 记 辅助 选 择组 装 、 聚 合具 有 不 同抗 谱 的抗 性基 因 ， 培 育 广
卜 ————— — ——
５ ３ ５ ｂ ｐ＋ —— — —— —— —
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水稻抗稻瘟病基因pigm的分子标记方法
水稻抗稻瘟病基因pigm的分子标记方法一、引言。
咱都知道水稻是超级重要的粮食作物，但是稻瘟病老是来捣乱，对水稻产量影响可大了。
不过呢，好在有抗稻瘟病基因，就像pigm这个基因，可厉害啦。
要是能找到它的分子标记方法，那就像是给水稻披上了一层能精准识别敌人的铠甲。
二、什么是分子标记。
分子标记就像是基因的小标签。
对于pigm基因来说，这个小标签能让我们轻松地在水稻的众多基因里把它找出来。
它是基于DNA的多态性产生的，比如说有的是通过DNA序列的长短不一样，有的是特定位置上的碱基不一样来区分的。
这就好比每个人都有自己独特的身份证号，基因也有它独特的“身份证号”，分子标记就是识别这个“身份证号”的方法。
三、水稻抗稻瘟病基因pigm的特点。
pigm这个基因很神奇，它能让水稻对稻瘟病有很强的抵抗力。
它可能在水稻的防御机制里起着非常关键的作用，也许是能产生一些特殊的蛋白质或者信号分子来抵抗病菌的入侵。
了解它的这些特点，对我们找到合适的分子标记方法很有帮助。
四、分子标记方法。
1. 基于PCR的分子标记。
- PCR大家可能在生物课上都听说过，就是聚合酶链式反应。
对于pigm基因，我们可以根据它已知的DNA序列设计特异性的引物。
这些引物就像小钩子一样，能够专门抓住pigm基因的特定片段。
然后通过PCR反应，让这个特定片段大量复制。
在这个过程中，我们可以通过一些特殊的检测方法，比如说电泳，来观察是否有我们想要的那个片段。
如果有，那就说明这个水稻样本里有pigm基因啦。
- 这里面还有很多小细节呢。
比如说引物的设计要非常精准，不能太长也不能太短，而且要保证它只和pigm基因的特定序列结合，不能和其他基因瞎结合。
而且PCR的反应条件也很重要，像温度、反应时间、各种试剂的浓度等，就像做菜一样，每种调料放多少、火候多大都得刚刚好，不然就做不出美味的菜，也就找不到正确的分子标记啦。
2. 基于基因芯片的分子标记。
- 基因芯片就像是一个超级微型的基因检测平台。
OsSAMS1在水稻稻瘟病抗性中的功能研究
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2022, 48(5): 1119 1128 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail: zwxb301@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.12022OsSAMS1在水稻稻瘟病抗性中的功能研究杨德卫1,2,**王勋1,**郑星星1项信权1崔海涛1李生平1,*唐定中1,*1福建农林大学农学院 / 福建省作物设计育种重点实验室 / 福建农林大学植物免疫研究中心, 福建福州 350002; 2福建省农业科学院水稻研究所; 福建福州 350018摘要: 稻瘟病是水稻最重要的病害之一, 对农业生产造成巨大的经济损失。
研究表明, 水稻中S-腺苷-L-甲硫氨酸合成酶OsSAMS1参与了水稻衰老相关的进程, 我们实验室前期利用转录组测序分析发现, OsSAMS1基因的表达水平受稻瘟病菌诱导后明显提高。
然而, OsSAMS1是否参与水稻的免疫反应, 尚未明确。
基于此, 本研究选取野生型ZH11为背景材料, 通过构建OsSAMS1基因敲除突变体来探究该基因在水稻抗病中的功能。
结果表明, OsSAMS1主要在水稻叶片中表达; 且其表达明显受稻瘟病菌侵染所诱导。
亚细胞定位结果显示, OsSAMS1在细胞膜、细胞质和细胞核内均有表达。
通过接种稻瘟病菌发现, 与对照相比, 2个等位敲除突变体ossams1-1和ossams1-2均表现为更加感病,且体内病程相关基因的表达也明显更低, 同时突变体中乙烯合成相关基因的表达也受到明显抑制。
综上所述, Os-SAMS1参与了水稻的免疫反应, 且正调控水稻稻瘟病的抗性。
本研究为深入揭示OsSAMS1在稻瘟病免疫反应的分子机理奠定了基础, 并为稻瘟病抗病育种研究提供了基因资源。
关键词:水稻; 稻瘟病; OsSAMS1基因; 乙烯; 功能研究Functional studies of rice blast resistance related gene OsSAMS1YANG De-Wei1,2,**, WANG Xun1,*, ZHENG Xing-Xing1, XIANG Xin-Quan1, CUI Hai-Tao1,LI Sheng-Ping1,*, and TANG Ding-Zhong1,*1 College of Agriculture, Fujian Provincial Key Laboratory of Crop Breeding by Design, Plant Immunity Center, Fujian Agriculture and ForestryUniversity, Fuzhou 350002, Fujian, China; 2 Institute of Rice, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350018, Fujian, ChinaAbstract: Rice blast is one of the most devastating diseases in rice, which causes great economic losses to agricultural production.It has been reported that S-Adenosyl-l-Mmethionine Synthetase 1 (OsSAMS1) is involved in the process of senescence in rice.Transcriptome sequencing analysis showed that the relative expression level of OsSAMS1 was significantly increased after inocu-lation with Magnaporthe oryzae (M. oryzae). However, it remains unclear whether OsSAMS1 is involved in rice immunity. Toverify this, we constructed the knock-out mutants of OsSAMS1 in the wild type variety ZH11. The results showed that OsSAMS1was mainly expressed in rice leaves, and its expression was significantly induced by M. oryzae inoculation. Subcellular localiza-tion revealed that OsSAMS1 was distributed in the plasma membrane, cytoplasm, and nucleus. Compared to the wild type, thetwo knockout mutants, ossams1-1 and ossams1-2, displayed enhanced susceptibility upon M. oryzae infection, and the expressionof pathogenesis-related (PR) genes was significantly inhibited. In addition, ethylene synthesis-related genes were also dramati-cally decreased in both two mutants. These results suggested that OsSAMS1 was involved in rice immune response and positivelyregulated rice blast resistance, which lays a foundation for further revealing the molecular mechanism of OsSAMS1 in plant im-munity and provides genetic resources for rice breeding of blast resistance.Keywords: rice; rice blast disease; OsSAMS1; ethylene; function research本研究由福建省属公益类项目(2020R11010016-3), 福建省自然科学基金项目(2019J01424)和福建省科技重大专项专题(2020NZ08016)资助。
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水稻特特普持久抗稻瘟病机制的研究
水稻稻瘟病是最严重的水稻病害之一,稻瘟病是一种由真菌Magnaporthe
oryzae引起的水稻病害,严重影响水稻产量,每年可导致水稻减产约30%。为了减
少农业损失,研究水稻与稻瘟病菌之间的相互作用已成为急需解决的问题。
因此越来越多的科学家开始研究水稻与稻瘟病之间相互作用的机制,稻瘟病
已经成为研究植物与真菌之间相互作用的一种模式菌种。至今,培育广谱、持久
稻瘟病抗性的水稻品种是防治稻瘟病菌最有效的方法之一。
特特普是一种具有持久稻瘟病抗性的高抗水稻品种。首先我们完成了特特普
的全基因组测序,预测出37054个基因,包含455个核苷酸结合位点和富亮氨酸重
复蛋白的基因(NBS-LRR类型基因,简称NLR基因)。
我们在特特普品种中利用高通量克隆方法成功克隆了 219个NLR基因,分别
转基因至两个感病品种TP309和Shin2中,并用12个不同的稻瘟病菌株进行鉴定。
研究表明,其中90个克隆的NLR基因能够对抗至少1种稻瘟病菌株,并且每一个
稻瘟病菌株都能够被很多个NLR基因识别,然而有很少的NLR基因能够对抗6种
以及以上的稻瘟病菌株,表明特特普NLR基因表现出比较高的抗性冗余现象,同
时特特普广谱、持久抗性可能需要多个NLR基因共同作用。
为了验证NLR基因是否存在互作,本研究从最简单的两个基因,即成对NLR
基因入手,提出了一种快速鉴定成对NLR抗性基因的方法,其中每个基因都作为
独立的个体行使不同功能,只有当两个NLR基因同时存在时才能引起植株的免疫
反应。我们分别在特特普和日本晴、明恢63、R498其他三种基因组中发现大于
20%的NLR基因都是成对基因,在特特普基因组成功鉴定出43对成对NLR基因,
在日本晴基因组成功鉴定出47对成对NLR基因。
并且选取25对成对NLR基因进行基因敲除,成功得到7对成对NLR基因敲除
突变体植株,得到与其功能相对应的表型。综上,本研究深入研究了高抗稻瘟病品
种Tetep的持久、广谱抗性的潜在抗性机制,通过对该抗性基因组进行长序列组
装、NLR基因注释、并对其中大部分NLR基因进行克隆和抗性鉴定工作,揭示了
其具有高度的抗性冗余与复杂的抗性互作网络,同时进一步利用敲除实验验证了
成对基因的频繁互作,在此基础上构建了能够快速鉴定NLR基因簇和基因对的分
子标记数据库,从而推进新的高抗品种育种的进程。