近日，南京林业大学程强课题组在植物学领域国际知名期刊《Plant Biotechnology Journal》(IF=13.263)在线发表了题为“CRISPR/Cas9-mediated generation of fls2 mutant in Nicotiana benthamiana for investigating the flagellin recognition spectrum of diverse FLS2 receptors”的研究论文(文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13898)。我校为第一完成单位。林学院程强课题组在读硕士研究生邬玲为第一作者，程强副教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目的资助。

研究通过CRISPR/Cas9技术分别且共同敲除了本氏烟草的两个FLS2基因，发现只有NbFLS2-2有助于识别 flg22Psy(源自假单胞菌)。此外，研究人员结合瞬时表达技术和 ROS 爆发检测，在本氏烟草FLS2双突变体中快速验证了29种植物FLS2的鞭毛蛋白识别谱。

FLS2(flagellin-sensing2)是一种位于细胞表面的模式识别受体(PRR)，可以识别细菌鞭毛蛋白N端的保守多肽(flg22)，产生模式触发的免疫(PTI)。而异源四倍体本氏烟草中有两个高度相似的FLS2基因，研究人员设计了三种sgRNAs分别或同时靶向NbFLS2-1和NbFLS2-2，获得了单突变和双突变植株。为验证NbFLS2s的功能缺失，研究人员还针对野生型和突变株系进行了ROS爆发、MAPK信号途径的激活和生长抑制3个典型的细菌鞭毛蛋白响应实验，并在双突植株中进行了互补实验，分别瞬时表达两个NbFLS2基因后进行ROS爆发的检测。以上结果均支持本氏烟草中只有NbFLS2-2识别flg22Psy，而NbFLS2-1无识别功能。

同时，在本氏烟草叶片中，瞬时表达FLS2后进行鞭毛蛋白诱导的ROS爆发测定可以初步验证FLS2的功能，但烟草本身内源的FLS2限制了该方法的应用。研究人员从29种植物中克隆了FLS2同源基因的gDNA序列，在双突植株中瞬时表达，并使用三种典型的flg22(或flg15)进行处理、测定ROS爆发，揭示了不同植物FLS2的鞭毛蛋白识别谱。本研究获得的NbFLS2双突变体可以克服上述困难，且建立的方法可以快速验证不同植物FLS2的鞭毛蛋白识别谱，结合目前丰富的植物基因组信息，将有助于筛选具有广谱抗性或针对特定病原体抗性的FLS2，对植物抗病育种有重要意义。