高產又高抗的水稻基因發現

科技日報訊 （記者馬愛平）記者從南京農業大學獲悉，該大學作物遺傳與種質創新國家重點實驗室教授楊東雷，在高產基因資源庫中尋找具有抗病功能的基因，通過誘導型地表達抗病基因使水稻達到了既高產又高抗的育種目標。日前該成果在線發表在國際期刊《自然—植物》上。

中國科學院院士李家洋在2010年，首先發現水稻理想株型基因ipa1，適度上調ipa1後可以減少水稻的無效分櫱，增加穗的分支，增強秸稈的強度，最終增加單位面積的產量。因此，含有ipa1-1D與ipa1-2D兩個功能獲得性等位基因的水稻品種得到了大面積推廣種植。

楊東雷團隊在篩選高產基因資源庫中發現ipa1的表達在白葉枯病原菌侵染時發生改變，暗示他們可能參與抗病過程。

「我們進而檢測了含有ipa1-1D與ipa1-2D的高產水稻品種，但遺憾地發現這些品種在抗病上表現一般。我們超表達了ipa1，發現這些水稻對白葉枯病具有廣譜的高抗能力，但這些水稻材料分櫱極度減少、穗子縮短、育性降低，最終造成水稻產量大幅下降。」楊東雷說。

為了獲得高抗與高產的水稻，楊東雷團隊利用白葉枯病菌TALE類效應因子誘導表達的OsHEN1的啟動子表達ipa1， 獲得了他們命名的HIP水稻。

「在沒有病原菌侵染時，類似ipa1-1D與ipa1-2D，HIP水稻微量上調ipa1的表達量，所以HIP水稻表現出少櫱、大穗、莖粗等表型，最終提高了產量。當有白葉枯病侵染時， ipa1被強烈誘導表達，極大增強了抗病性。更重要的是在白葉枯病侵染時，HIP水稻也表現為高產。」楊東雷說。

（來源：科技日報）

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