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我国科学家“水稻癌症”取得突破 Pigm持久抗病性被广泛应用

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时间:2017-02-08 14:24:28 来源:人民网
[导读]中国是水稻大国,水稻的稻瘟病一直是农民心中的刺,科学家们针对这一问题展开研究。终于,经过十几年研究终于有所突破。

  稻瘟病又被称为“水稻癌症”、“稻热病”、“火烧瘟”。减产就不用说了,严重的时候还会导致颗粒无收。除了农药外,抗击稻瘟病公认的有效办法是种植抗病品种。有植病专家估计,目前我国每年因稻瘟病发病直接损失稻谷300万吨。因危害大,从2008年起,我国水稻新品种审定即实行稻瘟病抗性的“一票否决”制。
  
  经过15年持续努力,中国科学院上海植物生理生态研究所何祖华团队与育种家合作,在广谱和持久抗稻瘟病机制上取得重大突破,并已应用于国内水稻抗病分子育种,有望减少稻瘟病这一“水稻癌症”的危害。其研究成果2月2日在线发表于《科学》杂志。

我国科学家“水稻癌症”取得突破 Pigm持久抗病性被广泛应用

  
  防治稻瘟病主要有两种方法,一是使用化学农药,因成本高、污染环境,不可持续;二是发掘新的抗病资源并选育广谱抗病新品种。据介绍,目前已有25个抗稻瘟病基因被克隆和功能鉴定,但绝大部分抗谱窄,容易丧失抗病性;将多种抗病基因整合到一个品种,不仅难度大周期长,还会导致作物产量和品质降低。
  
  瓶颈如何突破?为解决这一难题,何祖华团队与育种家合作,从起源于我国农家品种的育种材料中鉴定了一个广谱抗瘟性新位点Pigm,广泛筛选抗瘟种质,经过大规模遗传分析,克隆广谱抗稻瘟病基因Pigm,并系统解析了它的功能机制。
  
  研究发现,Pigm中有2个发挥功能的蛋白PigmR和PigmS。PigmR对所有检测的稻瘟病菌小种都具有广谱抗病性,但同时会使水稻种子变小,产量降低;PigmS会抑制PigmR的抗病功能,却可以提高水稻产量。PigmR和PigmS这对“蛋白兄弟”紧密连锁在染色体的一个小区段内,不能分开,因此选育的品种就既有广谱抗病性又不影响最终的产量。
  
  何祖华介绍,Pigm具有持久抗病性,其位点上有2个基因起作用:一个抗病但降低产量,一个不抗病但增加产量。这2个基因在一起可以达到广谱抗病与产量平衡,也使病原菌不能进化而破坏水稻抗病性。
  
  该研究不仅在理论上扩展了植物免疫与抗病性机制的认识,也为作物抗病育种提供了有效的新工具。自发掘以来,Pigm被广泛应用于我国水稻抗病育种,已经有新品种参加区试和品种审定。
  
  据悉,自何祖华团队发掘出这个新基因位点Pigm以来,它已经被国内30多家种子公司和育种单位应用于水稻抗病分子育种,目前已有新品种通过区试和品种审定。

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