上海交大团队开辟水稻广谱抗病育种新途径

中国青年报

发布时间:10-1515:51

中国青年报客户端上海10月15日电(中国青年报·中国青年网见习记者 魏其濛)今天,上海交通大学陈功友教授团队发布了水稻广谱抗病育种新途径研究成果。该研究的原理是通过基因编辑“干掉”病菌“间谍接头人”,能大大缩短杂交水稻育种年限,预计1-2年内可育成稳定遗传的品种。

陈功友正在展示染病和抗病的水稻植株。(魏其濛摄)

水稻作为老百姓的主粮之一,其产量和品质受到病害的严重影响,进而危及到粮食安全。同时,为了控制病害而大量施用的化学农药又引发了环境污染和农药残留等问题,严重威胁食品安全。

陈功友教授领衔的植物与病原菌分子互作研究团队研究针对的是危害水稻生产的头号细菌“杀手”——水稻白叶枯病。该病在亚洲、拉丁美洲和西非数十个国家的水稻种植区广泛发生,国内目前除了新疆和东北的北部地区以外,其他省市的水稻种植区均有分布。水稻白叶枯病通常导致水稻减产10-20%,发生严重的地区可达50%以上,甚至是绝收。而常规育种技术耗时耗力,培育一个稳定遗传的抗病品种一般需要8-10年时间,而且难以将发现感病基因利用起来。

水稻白叶枯病(研究团队供图)

陈功友教授团队的研究思路是,通过增强水稻自身防御体系,培育广谱持久抗病水稻新品种。团队在农业部公益性行业专项等项目支持下,多年来从全国各水稻产区的发病田块收集分离到数百个白叶枯病原菌株,通过基因组学和分子生物学工具,从其中几个强毒性菌株中分离到数十个TALE蛋白编码基因并分别测定毒性,最终“识破”了一类被称为PthXo2-like的新型主效TALE蛋白“间谍”。

广谱抗白叶枯病育种新途径原理示意图(研究团队供图)

团队揭示了病原菌效应蛋白这个“间谍”与植物感病基因“接头人”之间的协同进化关系,提出利用基因编辑技术阻断两者之间的协同进化进程,从而使植物获得广谱抗病(RLS)的育种新途径,为解决作物抗病性丧失问题,保障粮食安全与食品安全提供了新的思路。目前,该研究成果在线发表在Cell出版社旗下植物科学领域权威期刊《Molecular Plant》。

抗病水稻品种的抗病效果(研究团队供图)

据悉,陈功友教授团队目前正在将该技术应用于优良杂交水稻亲本的改良中,预计1-2年内可育成稳定遗传的品种,这将大大缩短杂交水稻育种年限。不久,随着这些高产又抗病的品种在生产上的推广应用,农药的用量将急剧减少,农民生产水稻的经济和人力成本将大大降低,而老百姓将也在餐桌上吃到更加优质安全的大米。

返回顶部