来客网

又一个中国骄傲来了,中国科学家成功阻击水稻癌症

声明:本文转载自 「科坛春秋微信号」, 或因排版与篇幅原因进行过编辑,内容未经本站独立核实,不代表本站立场、观点或建议。 如涉及版权问题,请联系我们,核实后立即删除。 [ 免责声明 ]

最近科学界有个大新闻,新华社报道,中国科学院上海植物生理生态研究所何祖华团队通过发掘新基因位点并解析其功能机制,有效选育广谱抗病新品种,为控制稻瘟病提供了经济有效的方法。该研究成果近日由国际知名期刊《科学》在线发表。

文章配图

这是个爆炸性的新闻。为什么这么说,春秋君帮您分析下。

文章配图

水稻是中国最主要粮食作物之一,全国一半人口都食用大米。中国人口众多,要喂饱几亿人口不容易,袁隆平院士开展杂交水稻研究,不断地提高水稻产量,可是呢,一种叫做稻瘟病的疾病呢,时时威胁着水稻的生长,可引起大幅度减产,严重时减产40%~50%,甚至颗粒无收。

文章配图

这个水稻“癌症”分布在全国乃至世界各稻区,全世界科学家都拿它没有办法,喷点农药可以预防和治疗,但是保不准第二年又死灰复燃,卷土重来。

文章配图

增产和减产的对抗一直在不断持续着,这也是一个关乎中国人吃饭问题的没有硝烟的战场。

文章配图

这项研究的重要性就是把水稻减产的一个重大癌症治愈了!

文章配图

首先呢,我们来看稻瘟病。

这个病的罪魁祸首是一种真菌,就和我们脚藓、手藓的发病原因类似。这种真菌名字叫做稻梨孢,这个真菌居然有128个小种,可以变着办法来进攻水稻。

文章配图

狡猾的稻梨孢爱贴着水稻,有机会就吐丝侵入水稻体内,冬天它爱躲在稻草和稻谷上冬眠,第二年产生分生孢子借风雨传播到附近的稻株上,大搞破坏!

被它破坏的水稻长满了“霉斑”,甚至造成死亡。

文章配图

为了彻底打败稻瘟病,也为了鼓励科学家从事基础性研究,我国水稻新品种审定从2008年开始实行稻瘟病抗性的“一票否决”制,说白了就是鼓励科学家研究出对抗稻瘟病的水稻新品种,彻底根治这一难题。

控制这个病害最经济有效的方法是发掘和利用新的广谱持久抗病资源进行选育广谱抗病新品种。但是截至目前,已有25个抗稻瘟病基因被克隆和功能鉴定,但绝大部分抗谱窄,带这些基因的抗病品种一般推广3年后就被稻瘟病菌克服丧失抗性,在水稻抗病育种上的应用受到很大限制。

文章配图

通俗说,对抗了这些水稻品种和稻瘟病打仗到了第三年就缴械投降!

还有一些品种呢,虽然对抗住了稻瘟病,但是产量低,口感差,也没有什么很大的食用价值。

文章配图

中国科学院上海植物生理生态研究所何祖华团队与育种家合作,从2002年开始,广泛筛选抗瘟种质,从起源于我国农家品种的育种材料中鉴定了一个广谱持久抗瘟性新位点Pigm。

Pigm是一个包含多个NBS-LRR类抗病基因的基因簇。其中只有2个具有功能的蛋白PigmR和PigmS。

科学家通过试错研究,发现,Pigm是一个包含多个NBS-LRR类抗病基因的基因簇。其中只有2个具有功能的蛋白PigmR和PigmS。PigmR在水稻的叶、茎秆、穗等器官组成型的表达,可以自身互作形成同源二聚体,发挥广谱抗病功能,但PigmR导致水稻千粒重降低,产量下降。与PigmR相反,PigmS受到表观遗传的调控,仅在水稻的花粉中特异高表达,在叶片、茎秆等病原菌侵染的组织部位表达量很低,但可以提高水稻的结实率。

文章配图

PigmR和PigmS这两个蛋白质有点类似阴阳八卦,无形中解决了失抗性的问题。科学家说,由于PigmS低水平的表达,为病原菌提供了一个“避难所”,病原菌的进化选择压力变小,减缓了病原菌对PigmR的致病性进化,因此Pigm介导的抗病具有持久性。

说的通俗点,就是先诱敌深入,让这些真菌心情愉快,然后呢突然大刀挥舞,不给你任何余地就把这些真菌彻底歼灭,逃脱的个别分子寥寥无几,来不及重新反扑。

文章配图

利用Pigm改良选育的品种既有广谱持久抗病性又不影响最终的产量。这个基因已经被国内30多家种子公司和育种单位应用于水稻抗病分子育种,已经有新品种参加区试和品种审定。

文章配图

所以,这个技术的突破对中国的粮食安全来说是有重要战略意义的!

文章配图

评论 (0)