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何祖华团队揭示广谱和持久抗稻瘟病机制—新闻

发布时间:2017-12-04 阅读:

  何祖华队展示广谱耐久的防瘟机制 - 新闻中心 - 科学网

  2月6日,记者从中国科学院上海植物生理生态研究所了解到,何祖华研究团队在广谱,长效的抗稻瘟病机理研究领域取得了重大突破。相关研究成果在国际顶级杂志“科学”上在线发表。

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  稻瘟病是由真菌引起的,广泛感染稻谷和小麦等禾本科作物。 2012年被列为十大真菌病害之一。中国乃至世界的所有水稻产区都受到这种疾病的影响。因此,2008年以来中国的新品种水稻证实了抗稻瘟病的一票否决权,控制该病的最具成本效益的方法是寻找新的抗病资源,培育广泛的新品种,目前已经对25个抗稻瘟病基因进行了克隆和功能鉴定,但其中多数具有较差的抗稻瘟病能力,在实际育种中具有一定的实用价值,另一方面将这些抗病基因整合到提高抗病性的单一物种往往影响产量和质量,即抗病性的成本。

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  为了解决长期困扰植物病理和育种的瓶颈问题,何祖华研究小组与育种家进行了合作。自2002年以来,广泛筛选了广泛的抗病种质资源,对来源于中国农家品种新地点的育种材料进行了广泛的抗性鉴定,研究人员又花费了10年的时间,系统地分析了功能研究发现Pigm中有两个功能性的PigmR和PigmS蛋白,PigmR对稻瘟病菌的所有供试菌种均具有广谱抗性,但同时会使稻种减小,产量降低但PigmS没有产生抗病性,但抑制了PigmR的抗病功能,但能提高水稻结实率(产量)。

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  何祖华研究人员表示,有趣的是,通过长期进化和人工选择,PigmS基因表达本身就是表观遗传调控:其自身的启动子可以产生特定的小RNA,使其表达沉默,导致PigmS叶片,茎的表达其他致病菌组织感染部位非常低,因此不会对PigmR的抗病功能产生显着影响。正是由于PigmS的低表达,不仅为病原菌提供了避难所,也降低了病原菌的进化选择压力,减缓了病原菌对PigmR的致病性进化。因此,Pigm具有长期的抗病性。由于PigmR和PigmS在染色体的一小部分紧密连接,因此不能分离,因此育种品种既具有广谱抗病性,又不影响最终产量。

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  据悉,新的遗传基因Pigm自开挖以来已有30多家国内种子公司和育种单位应用于水稻抗病分子育种,出现了新品种参加区域试验和物种鉴定。

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  国内外权威专家表示,研究成果不仅从理论上扩大了对植物免疫和抗病机制的认识,而且为作物病害育种提供了有效的新工具。

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  据悉,目前已有研究成果被中国科学院试点项目,国家转基因新品种培育重点项目,国家自然科学基金等资助。

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关键词: 自然科学