湖南日报4月8日讯 (记者 胡宇芬 通讯员 李苗) 稻瘟病又被称为“水稻癌症”。湖南农大作物抗逆与种质创新团队的一项最新研究表明:水稻中存在3个逐级调控的抗病基因,可协同抵抗稻瘟病。该研究第一完成人刘金灵博士今天告诉记者,育种家们正在寻找具有3个基因最优组合的抗病水稻育种材料,有望推出抵抗稻瘟病的新品种。
3个基因中,最先发现的是SPL11。2004年,湖南农大芙蓉学者王国梁在国际上首先发现水稻基因SPL11负调控植物细胞程序性死亡和抗病防卫反应,SPL11表达降低显著增强了对水稻稻瘟病的抗性。但是,SPL11是如何工作来实现调控目标,并没有弄清楚。
经过10年的继续研究,湖南农大作物抗逆与种质创新团队破解了SPL11的工作路线图,发现SPL11协同SPIN6和OsRac1两个基因来调控水稻抗病性。
SPIN6是一个水稻抗病性调控的抑制因子。而OsRac1则是提高水稻抗病性的正调控因子,它的激活会提高水稻的抗病能力,但是过量表达又会使水稻产生一种自我损害的过敏性坏死反应。研究发现,当水稻正常生长时,SPL11处于不工作的“休眠”状态,SPIN6通过抑制OsRac1的活性,使水稻避免自身过敏性细胞坏死反应的危害;但当水稻被稻瘟病菌侵染时,SPL11则被迅速唤醒,将SPIN6泛素化后,扔进 “基因垃圾工厂”降解掉,进而激活处于抑制状态的OsRac1,阻止稻瘟病菌侵袭,并尽量避免产生过敏性坏死反应。
在湖南农大生命科学楼的墙报上,记者看到了相关研究结果的直观展示。3个基因协同抵抗稻瘟病的水稻,稻叶碧绿无瑕;3个基因有缺失的水稻,稻叶上出现稻瘟病菌灰斑。该研究进展于日前在线发表在国际权威核心期刊《PLoS Pathogens》(《科学公共图书馆病原》)上,为设计新的水稻病害防控策略和培育抗病水稻新品种提供思路和靶标。