與病原菌“斗智斗勇” 我國科學(xué)家最新發(fā)現(xiàn)水稻“聰明的生存之道”
新華社上海10月1日電(記者張建松)水稻是我國重要的糧食作物，有效控制水稻病蟲害是保障我國糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵，但抗病性強(qiáng)的水稻品種往往生長發(fā)育受到限制，難以高產(chǎn)。
為了既能有效控制水稻病蟲害、又能保障高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心何祖華研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過15年不懈追蹤，最新發(fā)現(xiàn)水稻與病原菌“斗智斗勇”的聰明生存之道。這一重要發(fā)現(xiàn)為設(shè)計(jì)新的抗病基因、開發(fā)高產(chǎn)抗病水稻提供了新的思路。9月30日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》在線發(fā)表了相關(guān)論文。
據(jù)何祖華研究員介紹，這一研究最新發(fā)現(xiàn)水稻的“鈣離子感應(yīng)子ROD1”，是一個(gè)新的植物免疫抑制中樞。當(dāng)沒有病原菌侵染時(shí)，ROD1可將水稻的基礎(chǔ)免疫維持在較低水平，以有利于水稻生長，提高產(chǎn)量。但當(dāng)遭遇病原菌侵染時(shí)，水稻就進(jìn)化出免疫激發(fā)新途徑：通過降解ROD1，減弱其功能，從而保證植物在抵御病原菌時(shí)，產(chǎn)生有效的防衛(wèi)反應(yīng)，不至于迅速發(fā)病枯死，并能繁殖后代。
研究還發(fā)現(xiàn)，病原菌和水稻長期處于“斗智斗勇”的協(xié)調(diào)進(jìn)化過程中。稻瘟病菌是一個(gè)高明的“偽裝者”，能進(jìn)化出模擬ROD1結(jié)構(gòu)的毒性蛋白，在植物體內(nèi)“盜用”ROD1的免疫抑制途徑，達(dá)到侵染水稻的目的。而水稻由于無法逃避病原菌的侵染，進(jìn)化出“帶菌共存”的策略：通過適當(dāng)減弱抗病能力，來保證自己繼續(xù)生長繁殖，將抗病性與繁殖力維持在相對平衡的水平。
目前，何祖華研究團(tuán)隊(duì)正進(jìn)一步挖掘ROD1的育種應(yīng)用價(jià)值。他們通過對3000多種不同水稻品種的基因序列分析，發(fā)現(xiàn)ROD1單個(gè)氨基酸的改變，可以影響其抗性和地理分布，地理不同，抗病性也不一樣。此外，還發(fā)現(xiàn)ROD1的功能在禾谷類作物中是保守的，從而提出通過編輯或操縱這類新的感病基因，可以實(shí)現(xiàn)廣譜抗病的新策略。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這一最新研究不僅為設(shè)計(jì)新的抗病基因、開發(fā)高產(chǎn)抗病作物品種提供了新的研發(fā)思路，也拓寬了人們對于作物抗病性基礎(chǔ)理論的認(rèn)知，對促進(jìn)我國“綠色育種”等農(nóng)業(yè)科學(xué)發(fā)展、提升國際前沿研究水平具有重要的意義。