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Engineering disease-resistant plants with alternative translation efficiency by switching uorf types through CRISPR

Science China(Life Sciences) 2024年第8期67卷 1715-1726页

作者： Jingjing Tian Zhijuan Tang Ruixia Niu Yulu Zhou Dan Yang Dan Chen Ming Luo Rui Mou Meng Yuan Guoyong Xu National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement National Centre of Plant Gene Research(Wuhan)Huazhong Agricultural UniversityWuhan 430070China State Key Laboratory of Hybrid Rice Institute for Advanced Studies(IAS)Wuhan UniversityWuhan 430072China Hubei Hongshan Laboratory Wuhan 430070China

Engineering disease-resistant plants can be a powerful solution to the issue of food ***,it requires addressing two fundamental questions:what genes to express and how to control their *** find a solution,we screen CRISPR-edited upstream open reading frame(uorf)variants in rice,aiming to optimize translational control of disease-related *** switching uorf types of the 5′-leader from Arabidopsis TBF1,we modulate the ribosome accessibility to the downstream firefly *** assume that by switching uorf types using CRISPR,we could generate uorf variants with alternative translation efficiency(CRISPR-aTrE-uorf).These variants,capable of boosting translation for resistance-associated genes and dampening it for susceptible ones,can help pinpoint previously unidentified genes with optimal expression *** test the assumption,we screened edited uorf variants and found that enhanced translational suppression of the plastic glutamine synthetase 2 can provide broad-spectrum disease resistance in rice with minimal fitness *** strategy,which involves modifying uorfs from none to some,or from some to none or different ones,demonstrates how translational agriculture can speed up the development of disease-resistant *** is vital for tackling the food security challenges we face due to growing populations and changing climates.

关键词： disease-resistant plants broad-spectrum disease resistance uorf uorf types uorf variants CRISPR

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