科學(xué)家成功克隆水稻白葉枯病“克星”基因

近日，我國科學(xué)家成功克隆水稻白葉枯病的“克星”——持久抗病基因Xa7。通過揭示Xa7高抗、廣譜、持久、耐熱特性的新抗病分子機(jī)制，為水稻白葉枯病的長效防控奠定了基礎(chǔ)。

白葉枯病是我國水稻生產(chǎn)中的“三大病害”之一，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)。資料顯示，20世紀(jì)80年代以前，白葉枯病常導(dǎo)致水稻減產(chǎn)20%—30%，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)50%，甚至絕收。

據(jù)中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員周儉民介紹，由于我國主栽水稻品種引入Xa4、Xa21、Xa23等抗性基因，白葉枯病曾得到有效控制。但隨著全球氣候變暖、白葉枯病菌不斷變異，陸續(xù)出現(xiàn)了新型致病變種，導(dǎo)致主栽水稻品種逐漸失去抗病性。

“近些年，水稻白葉枯病呈逐年加重趨勢，‘老病新發(fā)問題日益嚴(yán)重，產(chǎn)量損失巨大。”周儉民說。

一直以來，Xa7是國際公認(rèn)對白葉枯病菌抗性最持久的“明星基因”，從最初發(fā)現(xiàn)其持久抗病性至今已有20年。但由于該抗病遺傳位點(diǎn)的序列與參考基因組完全不同，國際上許多實(shí)驗(yàn)室在Xa7基因的分離鑒定上一直未獲成功。

浙江師范大學(xué)馬伯軍團(tuán)隊(duì)和中國水稻研究所錢前院士團(tuán)隊(duì)多年聯(lián)合攻關(guān)，近日取得突破性進(jìn)展——在精細(xì)定位的基礎(chǔ)上，通過輻射誘變和遺傳篩選，終于將Xa7鎖定在28kb范圍，并通過大量分子功能驗(yàn)證，成功克隆Xa7基因。

同時(shí)，研究還表明在高溫下，Xa7受誘導(dǎo)產(chǎn)生防衛(wèi)反應(yīng)阻止病菌入侵表現(xiàn)更為突出。在全球氣候變暖情況下，該基因具有更大育種價(jià)值。