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金沙集团:这一重要发现为抗病基因的设计和高产抗病水稻的开发提供了新的思路

时间:2021/10/1 17:43:14   作者:   来源:   阅读:10   评论:0
内容摘要:为了有效防治水稻病虫害,保证水稻高产稳产,中国科学院分子植物卓越中心何祖华科研团队经过15年不懈的跟踪,最近发现了一种聪明的生存方式,为大米和病原体“战斗”提供了智慧和勇气。这一重要发现为抗病基因的设计和高产抗病水稻的开发提供了新的思路。9月30日,国际权威学术期刊《Cell》在线发表相关论文。据何祖华研究员介绍,这项...

为了有效防治水稻病虫害,保证水稻高产稳产,中国科学院分子植物卓越中心何祖华科研团队经过15年不懈的跟踪,最近发现了一种聪明的生存方式,为大米和病原体“战斗”提供了智慧和勇气。这一重要发现为抗病基因的设计和高产抗病水稻的开发提供了新的思路。9月30日,国际权威学术期刊《Cell》在线发表相关论文。

据何祖华研究员介绍,这项研究最近发现水稻的“钙离子传感器ROD1”是一种新的植物免疫抑制中心。在无病原菌侵染的情况下,ROD1可以将水稻的基本免疫维持在较低水平,有利于水稻的生长和增产。然而,当水稻遭遇病原菌感染时,它进化出了一种新的免疫刺激方式:通过降解ROD1,使其功能减弱,从而保证植物在抵抗病原菌时产生有效的防御反应,防止快速病害和死亡,并能够繁殖后代。

研究还发现,病原菌与水稻长期以来一直处于“机智与勇气相匹配”的协调进化过程中。稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)是一种聪明的“伪装者”,能够进化出一种模仿ROD1结构的有毒蛋白质,并“误用”植物中ROD1的免疫抑制途径来达到侵染水稻的目的。然而,由于水稻无法逃避病原菌的侵染,它演化出了一种“与细菌共存”的策略:通过适当削弱抗病性,保证水稻的持续生长繁殖,将抗病性和繁殖力维持在一个相对平衡的水平。

目前,何祖华课业团队正在进一步探索ROD1的育种应用价值。他们分析了3000多个不同水稻品种的基因序列,发现ROD1中单个氨基酸的变化可以影响其抗性和地理分布,而且根据地理位置的不同,抗病性也不同。此外,还发现ROD1基因在谷类作物中的功能是保守的,因此通过编辑或操纵这些新的病感基因,可以实现广谱抗病的新策略。

业内专家认为,这项最新研究不仅为新型抗病基因的设计和高产抗病作物品种的开发提供了新的研发思路,也拓宽了人们对作物抗病基本理论的理解,发展农业科学等“育种”,提高国际前沿研究水平具有重要意义。




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