水稻高產(chǎn)抗病育種難題破解 新基因助力穩(wěn)產(chǎn)高抗
近年來(lái)，由于全球變暖和水稻品種抗源單一等因素，水稻白葉枯病再次成為影響水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵病害，威脅糧食安全。中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心何祖華院士團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、上海師范大學(xué)等合作，成功克隆出廣譜抗病基因Xa48，并揭示了水稻在長(zhǎng)期種植過(guò)程中抗病能力變化的規(guī)律，為培育高抗高產(chǎn)水稻提供了核心技術(shù)支持。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。
白葉枯病是水稻的主要細(xì)菌性病害，在流行時(shí)可導(dǎo)致減產(chǎn)20%至50%。長(zhǎng)期以來(lái)，秈稻和粳稻兩大亞種在抗病性上存在顯著差異：南方秈稻抗病性強(qiáng)，而北方粳稻易感病。科研人員經(jīng)過(guò)大量篩選，最終在一種名為“雙科早”的秈稻中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的抗病基因Xa48。該基因能產(chǎn)生一種識(shí)別蛋白，能夠精準(zhǔn)識(shí)別并抵抗東北亞地區(qū)常見的白葉枯病菌。
科研團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步解決了“抗病難高產(chǎn)”的難題，將Xa48的針對(duì)性抗病能力和另一個(gè)抗病基因Xa21的基礎(chǔ)抗病能力結(jié)合，重構(gòu)出類似野生稻的廣譜抗性。田間試驗(yàn)表明，這種新品種在經(jīng)歷臺(tái)風(fēng)、洪水等極端天氣后，依然能在各稻區(qū)保持穩(wěn)定的抗病性，且不影響產(chǎn)量。研究首次證明，通過(guò)結(jié)合Xa48和Xa21這兩種抗病基因，可以實(shí)現(xiàn)水稻抗病范圍廣且保持高產(chǎn)。
目前，這一成果已在多地應(yīng)用于新品種培育，并將為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色防控水稻病蟲害、保障國(guó)家糧食安全提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
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