Inducible overexpression of Ideal Plant Architecture1 improves both yield and disease resistance in rice

稻黄单胞菌 植物抗病性 生物 转基因水稻 病菌 转基因 调节器 疾病 黄单胞菌 串扰 基因 生物技术 转基因作物 农学 遗传学 医学 物理 病理 光学
作者
Mingming Liu,Zhenying Shi,Xiaohan Zhang,Mingxuan Wang,Lin Zhang,Kezhi Zheng,Jiyun Liu,Xingming Hu,Cuiru Di,Qian Qian,Zuhua He,Dong‐Lei Yang
出处
期刊:Nature plants [Springer Nature]
卷期号:5 (4): 389-400 被引量:172
标识
DOI:10.1038/s41477-019-0383-2
摘要

Breeding crops with resistance is an efficient way to control diseases. However, increased resistance often has a fitness penalty. Thus, simultaneously increasing disease resistance and yield potential is a challenge in crop breeding. In this study, we found that downregulation of microRNA-156 (miR-156) and overexpression of Ideal Plant Architecture1 (IPA1) and OsSPL7, two target genes of miR-156, enhanced disease resistance against bacterial blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), but reduced rice yield. We discovered that gibberellin signalling might be partially responsible for the disease resistance and developmental defects in IPA1 overexpressors. We then generated transgenic rice plants expressing IPA1 with the pathogen-inducible promoter of OsHEN1; these plants had both enhanced disease resistance and enhanced yield-related traits. Thus, we have identified miR-156–IPA1 as a novel regulator of the crosstalk between growth and defence, and we have established a new strategy for obtaining both high disease resistance and high yield. Breeding crops with both high yield and disease resistance remains challenging. A study has now identified microRNA-156–Ideal Plant Architecture1 (IPA1) as a regulator of the crosstalk between growth and defence in rice and overcame the trade-off by pathogen-induced expression of IPA1.
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