高产又高抗的水稻基因发现
来源: 科技日报 发布时间: 2019-04-09 访问次数:
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  南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室教授杨东雷,在高产基因资源库中寻找具有抗病功能的基因,通过诱导型地表达抗病基因使水稻达到了既高产又高抗的育种目标。日前该成果在线发表在国际期刊《自然—植物》上。

  中国科学院院士李家洋在2010年,首先发现水稻理想株型基因ipa1,适度上调ipa1后可以减少水稻的无效分蘖,增加穗的分支,增强秸秆的强度,最终增加单位面积的产量。因此,含有ipa1-1D与ipa1-2D两个功能获得性等位基因的水稻品种得到了大面积推广种植。

  杨东雷团队在筛选高产基因资源库中发现ipa1的表达在白叶枯病原菌侵染时发生改变,暗示他们可能参与抗病过程。

  “我们进而检测了含有ipa1-1D与ipa1-2D的高产水稻品种,但遗憾地发现这些品种在抗病上表现一般。我们超表达了ipa1,发现这些水稻对白叶枯病具有广谱的高抗能力,但这些水稻材料分蘖极度减少、穗子缩短、育性降低,最终造成水稻产量大幅下降。”杨东雷说。

  为了获得高抗与高产的水稻,杨东雷团队利用白叶枯病菌TALE类效应因子诱导表达的OsHEN1的启动子表达ipa1, 获得了他们命名的HIP水稻。

  “在没有病原菌侵染时,类似ipa1-1D与ipa1-2D,HIP水稻微量上调ipa1的表达量,所以HIP水稻表现出少蘖、大穗、茎粗等表型,最终提高了产量。当有白叶枯病侵染时, ipa1被强烈诱导表达,极大增强了抗病性。更重要的是在白叶枯病侵染时,HIP水稻也表现为高产。”杨东雷说。

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