記者從南京農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授楊東雷，在高產(chǎn)基因資源庫中尋找具有抗病功能的基因，通過誘導(dǎo)型地表達(dá)抗病基因使水稻達(dá)到了既高產(chǎn)又高抗的育種目標(biāo)。日前該成果在線發(fā)表在國際期刊《自然—植物》上。

中國科學(xué)院院士李家洋在2010年，首先發(fā)現(xiàn)水稻理想株型基因ipa1，適度上調(diào)ipa1后可以減少水稻的無效分蘗，增加穗的分支，增強(qiáng)秸稈的強(qiáng)度，最終增加單位面積的產(chǎn)量。因此，含有ipa1-1D與ipa1-2D兩個(gè)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(tuán)隊(duì)在篩選高產(chǎn)基因資源庫中發(fā)現(xiàn)ipa1的表達(dá)在白葉枯病原菌侵染時(shí)發(fā)生改變，暗示他們可能參與抗病過程。

“我們進(jìn)而檢測了含有ipa1-1D與ipa1-2D的高產(chǎn)水稻品種，但遺憾地發(fā)現(xiàn)這些品種在抗病上表現(xiàn)一般。我們超表達(dá)了ipa1，發(fā)現(xiàn)這些水稻對白葉枯病具有廣譜的高抗能力，但這些水稻材料分蘗極度減少、穗子縮短、育性降低，最終造成水稻產(chǎn)量大幅下降。”楊東雷說。

為了獲得高抗與高產(chǎn)的水稻，楊東雷團(tuán)隊(duì)利用白葉枯病菌TALE類效應(yīng)因子誘導(dǎo)表達(dá)的OsHEN1的啟動(dòng)子表達(dá)ipa1， 獲得了他們命名的HIP水稻。

“在沒有病原菌侵染時(shí)，類似ipa1-1D與ipa1-2D，HIP水稻微量上調(diào)ipa1的表達(dá)量，所以HIP水稻表現(xiàn)出少蘗、大穗、莖粗等表型，最終提高了產(chǎn)量。當(dāng)有白葉枯病侵染時(shí)， ipa1被強(qiáng)烈誘導(dǎo)表達(dá)，極大增強(qiáng)了抗病性。更重要的是在白葉枯病侵染時(shí)，HIP水稻也表現(xiàn)為高產(chǎn)。”楊東雷說。