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與病原菌“斗智斗勇” 中國科學家最新發(fā)現(xiàn)水稻“聰明的生存之道”

2021-10-01 17:30:38

來源:新華網(wǎng)

  與病原菌“斗智斗勇” 我國科學家最新發(fā)現(xiàn)水稻“聰明的生存之道”

  新華社上海10月1日電(記者張建松)水稻是我國重要的糧食作物,有效控制水稻病蟲害是保障我國糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的一個關鍵,但抗病性強的水稻品種往往生長發(fā)育受到限制,難以高產(chǎn)。

  為了既能有效控制水稻病蟲害、又能保障高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心何祖華研究團隊經(jīng)過15年不懈追蹤,最新發(fā)現(xiàn)水稻與病原菌“斗智斗勇”的聰明生存之道。這一重要發(fā)現(xiàn)為設計新的抗病基因、開發(fā)高產(chǎn)抗病水稻提供了新的思路。9月30日,國際權威學術期刊《細胞》在線發(fā)表了相關論文。

  據(jù)何祖華研究員介紹,這一研究最新發(fā)現(xiàn)水稻的“鈣離子感應子ROD1”,是一個新的植物免疫抑制中樞。當沒有病原菌侵染時,ROD1可將水稻的基礎免疫維持在較低水平,以有利于水稻生長,提高產(chǎn)量。但當遭遇病原菌侵染時,水稻就進化出免疫激發(fā)新途徑:通過降解ROD1,減弱其功能,從而保證植物在抵御病原菌時,產(chǎn)生有效的防衛(wèi)反應,不至于迅速發(fā)病枯死,并能繁殖后代。

  研究還發(fā)現(xiàn),病原菌和水稻長期處于“斗智斗勇”的協(xié)調進化過程中。稻瘟病菌是一個高明的“偽裝者”,能進化出模擬ROD1結構的毒性蛋白,在植物體內“盜用”ROD1的免疫抑制途徑,達到侵染水稻的目的。而水稻由于無法逃避病原菌的侵染,進化出“帶菌共存”的策略:通過適當減弱抗病能力,來保證自己繼續(xù)生長繁殖,將抗病性與繁殖力維持在相對平衡的水平。

  目前,何祖華研究團隊正進一步挖掘ROD1的育種應用價值。他們通過對3000多種不同水稻品種的基因序列分析,發(fā)現(xiàn)ROD1單個氨基酸的改變,可以影響其抗性和地理分布,地理不同,抗病性也不一樣。此外,還發(fā)現(xiàn)ROD1的功能在禾谷類作物中是保守的,從而提出通過編輯或操縱這類新的感病基因,可以實現(xiàn)廣譜抗病的新策略。

  業(yè)內專家認為,這一最新研究不僅為設計新的抗病基因、開發(fā)高產(chǎn)抗病作物品種提供了新的研發(fā)思路,也拓寬了人們對于作物抗病性基礎理論的認知,對促進我國“綠色育種”等農業(yè)科學發(fā)展、提升國際前沿研究水平具有重要的意義。

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