可調控稻瘟病抗性?科學家發現水稻育種優良基因

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OsBDR1調控水稻稻瘟病抗性分子機理的示意圖。浙江省農科院供圖

洪恒飛 王夏君 科技日報記者 江耘

3月27日，記者從浙江省農科院獲悉，該院病毒學與生物技術研究所瞿紹洪研究員團隊鑒定了一個水稻稻瘟病抗性關鍵基因OsBDR1，并與浙江大學科研人員共同解析發現，它能與絲裂原活化蛋白激酶MPK3形成分子模塊，調控茉莉酸抗病激素以及萜烯類植保素的生物合成，進而調控水稻稻瘟病抗性。相關論文近日在線發表于《美國科學院院報》。

稻瘟病作為水稻的三大病害之一，影響稻米的品質、產量和國家糧食安全。近年來，篩選優異抗病種質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，但仍存在如農藝性狀差、廣譜或持久性抗病基因短缺、基因數目多但功能類似等問題，因此抗性基因篩選和抗病育種工作任重道遠。

據了解，該團隊這一研究始于2012年，通過對大量水稻材料的抗感基因型篩選、比較轉錄組分析，對180個候選基因抑制表達轉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從未被報道過的水稻稻瘟病抗性關鍵基因后將其命名為BDR1。

瞿紹洪介紹，團隊開展了OsBDR1相關抗病機制的解析研究，發現OsBDR1可磷酸化MPK3并調控茉莉酸信號途徑，以及單萜和倍半萜類物質的生物合成，上述萜類化合物能夠顯著抑制稻瘟病菌生長。團隊在水稻自然群體中篩查出有OsBDR1隱性遺傳的水稻種質材料，因此可以用這些材料做“抗源基因”親本材料，配制雜交組合，通過系譜選擇法，在雜交后代中選出抗病高產新品種。

“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。”他表示，本次研究中，團隊還提供了芳樟醇和石竹烯這兩種萜類化合物顯著抑制稻瘟菌的實驗證據，除了闡明水稻抗病機制，還說明這些化合物有望開發利用成抑菌的農藥，用于稻瘟病防控。

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