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让老百姓吃饭更安心!交大研发出抗病水稻新品种

上海热线 2019-10-15 22:51:53

    上海热线讯,你知道吗?植物病害危害粮食生产,每年在全世界造成至少10%的粮食损失,而目前全世界仍有超过8亿人处于饥饿或半饥饿状态,植物病害无疑加剧了这种粮食短缺的形势,成为全球粮食安全的重大威胁。水稻是世界上最重要的粮食作物之一,全世界有大约35亿人以其作为主食,同时它也是亚洲、非洲和拉丁美洲发展中国家2亿多家庭经济收入的主要来源。 但是,水稻白叶枯病却是水稻的病害之一,也是危害水稻生产的头号细菌"杀手"。

    据了解,该病在亚洲、拉丁美洲和西非数十个国家的水稻种植区广泛发生,国内目前除了新疆和东北的北部地区以外,其他省市的水稻种植区均有分布。水稻白叶枯病通常导致水稻减产10-20%,发生严重的地区可达50%以上,甚至是绝收。同时水稻白叶枯病也是植物病理学和植物免疫学领域最重要的模式系统之一,在科学上具有重要研究价值。

图说:陈功友现场分享

    而日前,上海交通大学陈功友教授领衔的植物与病原菌分子互作研究团队通过多年研究,揭示了病原菌效应蛋白这个"间谍"与植物感病基因"接头人"之间的协同进化关系,提出利用基因编辑技术阻断两者之间的协同进化进程,从而使植物获得广谱抗病的育种新途径,为解决作物抗病性丧失问题,保障粮食安全与食品安全提供了新的思路。目前,该研究成果在线发表在Cell出版社旗下植物科学领域权威期刊《Molecular Plant》。

图说:水稻白叶枯病

    据陈功友介绍,水稻白叶枯病菌分泌的TALE蛋白"间谍"进入植物细胞后,能够躲过植物免疫系统的侦查,伪装成水稻自身的转录激活因子,与"潜伏"在水稻细胞内的一类感病基因"接头人"进行"联络","接头暗号"是双方特定氨基酸序列与DNA序列之间的一套密码。一旦"对上了暗号",TALE蛋白就能够识别并结合在病基因启动子的相应区域,激活感病基因的表达,从内部"攻破"植物的防线。

    而团队则采用新兴的基因编辑技术这一研究利器,干扰"间谍"与"接头人"之间"接头暗号"的识别,从而同时阻断多个细菌TALE蛋白"间谍"的破坏活动,最终获得了广谱抗白叶枯病的水稻新种质,提出了阻断植物感病性而获得广谱抗病性的育种新途径。南京农业大学窦道龙教授对此评价道:"该研究在理论上阐明了不通过利用抗病基因而通过编辑多个感病基因从而实现作物的广谱抗病性,为水稻白叶枯病的防治提供了新的材料和方案,为作物抗病育种和抗性丧失治理提供了成功案例,具有重要理论和实践意义。"

图说:抗病水稻品种展示

    据悉,陈功友教授团队目前正在将该技术应用于优良杂交水稻亲本的改良中,预计1-2年内可育成稳定遗传的品种,这将大大缩短杂交水稻育种年限。不久,随着这些高产又抗病的品种在生产上的推广应用,农药的用量将急剧减少,农民生产水稻的经济和人力成本将大大降低,而老百姓将也在餐桌上吃到更加优质安全的大米。

图说:抗病水稻品种展示

图说:抗病水稻品种展示

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