2023年4月23日，里下河所李爱宏研究团队创制HPPD抑制剂类除草剂水稻抗性新种质取得新进展，相关研究成果以题为 “CRISPR/Cas9-mediated editing of OsHPPD 3’-UTR confers enhanced resistance to HPPD-inhibiting herbicide in rice”在线发表于《Plant Communications》（一区，IF=8.625）。该研究首次利用CRISPR/Cas9系统对OsHPPD基因 3′-UTR进行了编辑，创制了HPPD抑制剂类除草剂水稻抗性新种质。

CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术作为作物快速改良的有力工具已被广泛应用。目前大多数CRISPR/Cas9应用范例都是针对基因的CDS区和启动子区进行编辑，但是一些基因的CDS区和启动子区由于其特定的功能而无法被编辑。3′-UTR是一个非编码的mRNA片段，它不仅参与调控mRNA的定位、稳定和翻译，同时还参与调控包括蛋白质复合物形成、翻译后修饰和蛋白质构象变化。因此，3′-UTR对高等生物的多种生物学过程至关重要。目前还没有关于CRISPR/Cas9系统应用于3′-UTR的报道。

4 -羟基苯丙酮酸双加氧酶（HPPD）抑制剂为一类抑制植物光合链电子传递、致使植物产生白化症而死亡的除草剂，具有广谱、高效、低毒、作物安全性高、不易产生抗性、环境相容性好以及对后茬作物安全等一系列优点。然而，目前尚未有抗HPPD抑制剂类除草剂的自然水稻种质。研究中作者利用CRISPR/Cas9系统选取OsHPPD基因3′-UTR的10个靶位点进行编辑，共获得135个不同位点突变的T2株系。大田抗性筛选实验发现其中2个株系在喷施田间推荐剂量的硝磺草酮（一种HPPD抑制剂类除草剂）14天后存活。重测序分析表明这2个抗性株系在同一位点发生了突变。室内硝磺草酮剂量反应表明两个抗性品系TS8-2#-10和TS8-8 #-6相对野生型其对硝磺草酮抗性分别提高了4.8倍和3.7倍。

该研究得到江苏省自主创新资金项目、江苏省自然科学基金面上项目、江苏省重点研发计划和江苏省核心种源攻关等项目的资助，水稻研究室吴云雨副研究员和肖宁研究员为论文第一作者，李爱宏研究员为论文通讯作者。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100605