植物科学:何祖华院士团队、上海交通大学破解广谱抗病密码 Xa48基因
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中科院分子植物科学卓越创新中心何祖华院士团队联合上海交通大学、浙江大学,在国际顶级期刊《Nature》发表突破性科研成果,成功克隆水稻白叶枯广谱抗病基因Xa48,阐明水稻免疫模块的不对称驯化机制,创建广谱抗病育种新策略,为破解水稻白叶枯病防控难题、保障粮食高产稳产提供核心理论与技术支撑。
受全球变暖、品种抗源单一等影响,白叶枯病已成为制约水稻稳产的关键瓶颈,而植物抗病性在驯化中如何平衡生长与防御、籼粳稻抗病差异的分子机理,一直是学界与育种界的未解难题。
团队历经大规模资源筛选,从籼稻品种双科早中鉴定出新型抗病基因Xa48,其编码NLR免疫受体,可精准识别病原菌效应蛋白XopG,通过降解下游免疫抑制蛋白OsVOZ1/2激活免疫反应,构建出全新的免疫激活模型。研究首次揭示Xa48-OsVOZ1模块的不对称驯化规律:该基因因会影响粳稻产量,在数千年驯化中被粳稻基因组剔除,仅保留于南方籼稻中,农业水利灌溉体系的发展间接塑造了籼粳稻的抗病差异。
团队创新提出Xa21基础抗病+Xa48专化抗病双网络叠加策略,首次证实两种抗性网络协同可重构野生稻级别的广谱抗性。聚合该抗性的水稻新品系,在台风、洪水等极端胁迫下仍保持稳定抗病性,且不影响产量等关键农艺性状,成功平衡了作物防御与生长需求。
该成果实现了从基础研究到育种应用的高效转化,已被隆平高科、荃银高科、中国水稻研究所等多家单位直接应用于抗病新品种培育。这是何祖华院士团队继稻瘟病广谱抗病基因Pigm之后的又一重大突破,为作物绿色防控提供全新思路,助力我国突破生物育种关键技术,牢牢把种子攥在自己手中,切实保障国家粮食生产安全。
文章标签:Xa48抗病基因Xa21科学科研动态 评论收藏分享
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