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四川农业大学水稻免疫反应和抗病性研究获重大进展

来源: 时间:2017-06-30
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  稻瘟病可引起大幅度减产,世界各稻区都可发生,而且它在水稻的各个生长环节都可能发生,所以防治非常困难。科学家一直致力于发现不同的抗病基因,导入材料中形成具有抗性的水稻品种,但是,随着病源菌进化,抗病基因也需要不断迭代更新。
  四川农业大学水稻所陈学伟研究团队利用广谱高抗水稻地谷与基因组已经测序的66份非广谱抗病水稻进行GWAS(全基因组关联)分析,并应用高抗水稻地谷与高感材料丽江新团黑谷为亲本构建的重组自交系(抗病性经多年田间自然诱发和苗期接种鉴定)进行共相关分析,发现了编码C2H2类转录因子的基因Bsr-d1的启动子自然变异后对稻瘟病具有广谱持久的抗病性。该等位变异在提高抗病性的同时,对产量性状和稻米品质没有明显影响,因而具有十分重要的应用价值。分析发现全球收集的3000份水稻中有分布于26个国家的313份水稻资源含有该变异位点,表明该位点在育种应用中已获得一定程度的选择,同时也表明该位点还有更大的应用空间。进一步分析发现在地谷中,基因Bsr-d1的启动子区域因一个关键碱基变异,导致上游MYB转录因子对Bsr-d1的启动子结合增强,从而抑制Bsr-d1响应稻瘟病菌诱导的表达,并导致BSR-D1直接调控的H2O2降解酶基因表达下调,使H2O2降解减弱,细胞内H2O2富集,提高了水稻的免疫反应和抗病性。由于先前在水稻等植物中尚未报道过C2H2转录因子和MYB转录因子如何协调减弱H2O2的降解来提高广谱抗病性。这一新型广谱抗病机制的发现极大地丰富了水稻免疫反应和抗病分子理论基础。
  研究成果以《A natural allele of a transcription factor in rice confers broad-spectrum blast resistance》为题于2017年6月29日在线发表于《Cell(细胞)》。

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