近年來,受全球變暖、品種抗源單一等影響,水稻白葉枯病卷土重來,成為制約水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵病害,威脅糧食安全。針對水稻生產(chǎn)中的這一突出問題,中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心何祖華院士團隊聯(lián)合上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、上海師范大學(xué)等團隊,成功克隆出廣譜抗病基因Xa48,并闡明了水稻在長期種植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)支撐。該成果4月8日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。
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△科研團隊開展水稻抗病育種研究
白葉枯病是水稻主要細(xì)菌性病害,流行時可導(dǎo)致減產(chǎn)20%~50%。長期以來,秈稻、粳稻兩大亞種抗病性差異顯著:南方秈稻抗病性強,而北方粳稻易染病,這背后的原因是什么?科學(xué)界一直沒有找到答案。我國科研團隊找了幾千種水稻,最終在一種叫“雙科早”的秈稻里找到了一個叫Xa48的新基因。該基因能產(chǎn)生一種“識別蛋白”,能精準(zhǔn)識別并抵抗東北亞地區(qū)常見的白葉枯病菌。
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△Xa21與Xa48兩種抗病基因結(jié)合的水稻與白葉枯病水稻對比圖
在此基礎(chǔ)上,科研團隊進一步突破了“抗病難高產(chǎn)”瓶頸:把Xa48的針對性抗病能力和另一個抗病基因Xa21的基礎(chǔ)抗病能力結(jié)合在一起,重構(gòu)出類似野生稻的廣譜抗性。田間試驗顯示,新品系經(jīng)臺風(fēng)、洪水等極端天氣后,在各稻區(qū)均保持穩(wěn)定抗病性,且不影響產(chǎn)量。研究首次證實,將Xa48和Xa21這兩種抗病基因結(jié)合,可實現(xiàn)水稻抗病范圍廣,同時保持高產(chǎn)。
目前,該成果已在多地應(yīng)用于新品種培育,并將為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色防控水稻病蟲害、保障國家糧食安全提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
(總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉)