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我国科学家创制了新型水稻广谱抗病基因RBL1Δ12

更新时间:2023-08-10 16:14:13

稻瘟病是一种毁灭性的真菌病害,在学界被称为“水稻癌症”,每年给我国造成的粮食损失高达30亿公斤。类病斑突变体材料可在没有病原菌侵染的情况下自发产生超敏反应坏死斑,具有广谱抗病性,但产量较低,限制了类病斑突变体基因在作物抗病育种中的应用。基于此,华中农业大学研究团队克隆到一个广谱抗病类病斑突变体基因RBL1,并通过基因编辑创制了增强抗病性且稳产的新基因RBL1Δ12。该研究成果于2023614日发表在《Nature》期刊上。

该研究团队在全基因组测序的水稻突变体库中筛选到一个对稻瘟病菌和白叶枯菌都具有良好抗性的类病斑突变体株系rbl1,其突变基因RBL1编码一个胞苷二磷酸-二酰甘油合成酶。体外补充磷脂酰肌醇及过表达磷脂酰肌醇合成酶基因OsPIS1,可部分回补rbl1突变体表型,表明RBL1基因通过调控磷脂酰肌醇的生物合成调控细胞程序性死亡和免疫。rbl1类病斑突变体株系虽具广谱抗病性,但产量极低。研究团队通过对RBL1基因编码区多位点进行编辑,创制了一个新基因RBL1Δ12rbl1Δ12株系只在成株期呈现微弱的类病斑表型;RBL1Δ12基因显著增强了水稻对不同地区分离的10个稻瘟菌、5个白叶枯菌和2个稻曲菌生理小种的抗性。大田试验分析发现,rbl1Δ12株系稳产且具有显著的抗稻瘟病能力,在稻瘟病害严重发生时能够挽回约40%产量损失,对稻曲病和白叶枯病的兼抗病性有待实地测定。此外,经研究团队初步测试,该基因在小麦抗锈病和纹枯病上也有显著效果,进一步证明了其在作物抗病育种中的巨大应用潜力,该研究模式也为类病斑突变体储备资源的利用提供了借鉴。

该新型基因的创制对扩大抗病基因来源,推动作物抗病育种、植物病害绿色防控,保障国家粮食安全具有重要意义。

原文来源:阿德莱德大学