科學家育成高產高抗水稻新品系

記者從南京農業大學獲悉，該校楊東雷實驗室利用高產基因IPA1提高了水稻對白葉枯病的抗性，培育出既高產又具高抗病性的水稻新品系。相關研究成果近日發表在國際知名學術期刊《自然·植物》上。

「植物抵抗病菌是一個消耗能量的過程，所以有強抗病力的作物往往產量不高，而高產的品種又容易染病。」楊東雷教授說，抗病與高產通常是一對矛盾，就像魚與熊掌不可兼得，同時達到高產和高抗一直是作物育種的一大挑戰。為解決這個問題，科研團隊嘗試在高產基因中尋找抗病基因。

2010年，中國科學院院士李家洋在國際上首先發現水稻理想株型基因IPA1，作為水稻miRNA156的靶基因，IPA1能夠參與調控水稻多個生長發育過程，適度上調IPA1的基因表達可以減少水稻的無效分櫱，增加穗的分支，增強秸稈強度，從而提高單位面積的產量。

楊東雷團隊的研究人員發現，當白葉枯病菌侵染水稻時，miRNA156與IPA1等靶基因的表達水平會發生改變。如果下調miRNA156或者增加IPA1的表達，水稻對白葉枯病的抗性雖然會得到大幅增強，但這些水稻分櫱大量減少，穗子變小，育性降低，產量會大幅下降。

為了獲得高抗與高產兼具的水稻品種，研究人員給水稻安裝了一種「報警器」，一旦有白葉枯病菌入侵，IPA1就會增加表達，經過測試，研究團隊將最終培育出的水稻命名為HIP。

後續研究顯示，當沒有病原菌侵染時，HIP水稻植株的IPA1表達量會微量上調，表現出少櫱、大穗、莖粗等性狀，產量得到了提高；當白葉枯病菌侵染時，IPA1就會大量表達，為植株補充「抗體」，增強植株的抗病性。

「更重要的是，我們發現，在白葉枯病侵染時，HIP水稻仍然能夠保持高產。」楊東雷說，該研究發現了miRNA156與IPA1這一對控制水稻生長與抗病的因子，闡明了IPA1抗病的分子機制，研究團隊也據此培育出高抗高產的水稻新品系。（來源：新華社 陳席元 眭黎曦）

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