可調(diào)控稻瘟病抗性?科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水稻育種優(yōu)良基因

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OsBDR1調(diào)控水稻稻瘟病抗性分子機(jī)理的示意圖。浙江省農(nóng)科院供圖

洪恒飛 王夏君 科技日?qǐng)?bào)記者 江耘

3月27日，記者從浙江省農(nóng)科院獲悉，該院病毒學(xué)與生物技術(shù)研究所瞿紹洪研究員團(tuán)隊(duì)鑒定了一個(gè)水稻稻瘟病抗性關(guān)鍵基因OsBDR1，并與浙江大學(xué)科研人員共同解析發(fā)現(xiàn)，它能與絲裂原活化蛋白激酶MPK3形成分子模塊，調(diào)控茉莉酸抗病激素以及萜烯類(lèi)植保素的生物合成，進(jìn)而調(diào)控水稻稻瘟病抗性。相關(guān)論文近日在線(xiàn)發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》。

稻瘟病作為水稻的三大病害之一，影響稻米的品質(zhì)、產(chǎn)量和國(guó)家糧食安全。近年來(lái)，篩選優(yōu)異抗病種質(zhì)材料并挖掘有效的抗病基因，成為解決稻瘟病的重要途徑之一，但仍存在如農(nóng)藝性狀差、廣譜或持久性抗病基因短缺、基因數(shù)目多但功能類(lèi)似等問(wèn)題，因此抗性基因篩選和抗病育種工作任重道遠(yuǎn)。

據(jù)了解，該團(tuán)隊(duì)這一研究始于2012年，通過(guò)對(duì)大量水稻材料的抗感基因型篩選、比較轉(zhuǎn)錄組分析，對(duì)180個(gè)候選基因抑制表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系的表型與分子解析，于2017年成功篩選獲得了一個(gè)從未被報(bào)道過(guò)的水稻稻瘟病抗性關(guān)鍵基因后將其命名為BDR1。

瞿紹洪介紹，團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了OsBDR1相關(guān)抗病機(jī)制的解析研究，發(fā)現(xiàn)OsBDR1可磷酸化MPK3并調(diào)控茉莉酸信號(hào)途徑，以及單萜和倍半萜類(lèi)物質(zhì)的生物合成，上述萜類(lèi)化合物能夠顯著抑制稻瘟病菌生長(zhǎng)。團(tuán)隊(duì)在水稻自然群體中篩查出有OsBDR1隱性遺傳的水稻種質(zhì)材料，因此可以用這些材料做“抗源基因”親本材料，配制雜交組合，通過(guò)系譜選擇法，在雜交后代中選出抗病高產(chǎn)新品種。

“這一研究為培育持久抗稻瘟病水稻品種提供了分子理論基礎(chǔ)。”他表示，本次研究中，團(tuán)隊(duì)還提供了芳樟醇和石竹烯這兩種萜類(lèi)化合物顯著抑制稻瘟菌的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，除了闡明水稻抗病機(jī)制，還說(shuō)明這些化合物有望開(kāi)發(fā)利用成抑菌的農(nóng)藥，用于稻瘟病防控。

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