我国成功培育高产高抗水稻新品系

【我国成功培育高产高抗水稻新品系】从南京农业大学获悉,近日,该校农学院杨东雷教授实验室利用高产基因IPA1提高了水稻对白叶枯病的抗性,培育出既高产又具高抗病性的水稻新品系。研究成果日前刊登在国际知名学术期刊《自然·植物》上。

作物的抗病过程是一个能量消耗的过程,所以抗性高的作物往往产量低。高产品种往往面临感病问题。& ldquo抗病和高产往往是一对矛盾,就像鱼和熊掌不可兼得。同时获得高产和高抗性一直是作物育种的一大挑战。在高产基因中寻找抗病基因资源是一种新的思路。& rdquo杨介绍,为了解决这一问题,研究团队一直试图在高产基因中寻找抗病基因。

2010年,中科院院士李家洋在世界上首次发现了理想株型基因IPA1。作为水稻miRNA156的靶基因,IPA1可以参与调控水稻的许多生长发育过程。适度上调IPA1基因表达可以减少水稻无效分蘖,增加穗分枝,增强秸秆强度,从而提高单位面积产量。

在这项研究中,杨教授的团队发现,当水稻白叶枯病。水稻感染作物后,miR156和IPA1等目标基因的表达水平会发生变化。因此,该团队通过下调miR156的两个目标基因,即IPA1和OsSPL7,大大增强了水稻对白叶枯病的抗性。但是这些水稻还是会出现一些现象,比如分蘖减少,穗变小,结实率降低等等,最终导致水稻产量大幅下降。

为了获得高抗性和高产量的水稻品种,研究人员安装了一种& ldquo警报& rdquo一旦白叶枯病菌。米曲霉入侵,IPA1会增加其表达量。经过测试,研究小组将最终培育的水稻命名为HIP。

后续研究表明,在没有病原菌侵染时,HIP水稻植株中IPA1的表达会略有上调,表现出分蘖少、穗大、茎粗等特点,产量得到提高。当白叶枯病菌。水稻侵染,IPA1会大量表达,给植物补充& ldquo抗体& rdquo增强植物的抗病能力。

& ldquo更重要的是,我们发现,HIP水稻在感染白叶枯病的情况下仍能保持高产。& rdquo杨说,这项研究发现了控制水稻生长和抗病性的两个因子miRNA156和IPA1,并阐明了IPA1抗病的分子机制。在此基础上,研究团队还培育了高抗高产水稻新品系。