我國(guó)在水稻抗病育種領(lǐng)域取得重大突破,一項(xiàng)關(guān)鍵研究成果近日在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表。由中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心何祖華院士領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì),聯(lián)合上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、上海師范大學(xué)等單位,成功克隆出具有廣譜抗病特性的基因Xa48,為解決水稻高產(chǎn)與抗病的矛盾提供了新方案。
水稻白葉枯病作為全球性細(xì)菌病害,在流行年份可造成20%至50%的產(chǎn)量損失。隨著全球氣候變暖及品種抗源單一化問(wèn)題加劇,該病害近年來(lái)呈現(xiàn)重發(fā)態(tài)勢(shì),成為制約水稻穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵因素。科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)研究秈稻與粳稻的抗病性差異,發(fā)現(xiàn)南方秈稻普遍具有較強(qiáng)抗病性,而北方粳稻更易感病,但此前其分子機(jī)制尚不明確。
經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)千份水稻種質(zhì)資源的篩選,研究團(tuán)隊(duì)從傳統(tǒng)秈稻品種"雙科早"中定位到關(guān)鍵抗病基因Xa48。該基因編碼的識(shí)別蛋白能精準(zhǔn)鎖定東北亞地區(qū)白葉枯病主要病原菌,通過(guò)激活免疫信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)抗病功能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),Xa48與已知抗病基因Xa21存在協(xié)同效應(yīng):Xa21提供基礎(chǔ)抗病性,Xa48則針對(duì)特定病原菌增強(qiáng)抗性,二者結(jié)合可重構(gòu)出類(lèi)似野生稻的廣譜抗病體系。
田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,同時(shí)攜帶Xa48和Xa21的水稻新品系在經(jīng)歷臺(tái)風(fēng)、洪水等極端天氣后,仍能保持穩(wěn)定抗病性且產(chǎn)量不受影響。這種"雙基因聚合"策略突破了傳統(tǒng)抗病育種中抗病性與產(chǎn)量負(fù)相關(guān)的瓶頸,為培育高產(chǎn)抗病水稻新品種提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。目前,相關(guān)成果已在多個(gè)水稻主產(chǎn)區(qū)開(kāi)展新品種選育工作,有望為保障國(guó)家糧食安全提供新的科技支撐。











