(成都商报教育)揭开水稻“智慧”基因的奥秘,川农首次登上顶级《科学》期刊

2018-09-10 09:03:58作者:张俊贤 成都商报客户端记者 赵雨欣 图片由川农大提供 来源:成都商报教育 点击数:

  

还记得那个因一篇水稻论文获1350万元(仅50万元奖励给团队)科研经费的四川农业大学陈学伟团队吗?近日,这个科研团又有新的科研成果,并且还登上了国际顶尖学术期刊《科学》。而该论文的发表也实现了四川农业大学在《科学》杂志发表论文零的突破。

据悉,该论文题为“水稻转录因子IPA1促进高产并提高免疫”。由四川农业大学作为论文第一完成单位,与中国科学院遗传与发育生物学研究所、加州大学戴维斯分校合作完成。通俗来讲,研究揭示了一个有“智慧”的基因,它不仅能提高水稻产量,更能根据水稻生长实际情况,使水稻在受到“水稻癌症”稻瘟病侵袭时,化身“超人”,激活水稻的免疫系统。该研究对水稻产量和安全意义重大。

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一个有“智慧”的基因
    对水稻产量和安全意义重大

水稻是我国的主要粮食作物,其安全生产关系国计民生。培育既抗病又高产的品种是粮食绿色安全生产的重要保障。但通常认为产量与抗性是两个拮抗的过程,存在此消彼长的关系,当植物受到病原菌侵害时,会消耗营养用来抗病,使得发育受阻。而此次,研究人员发现,一个早已被业界发现的基因,它竟然有“智慧”。它能促进水稻高产量的同时,还能提高水稻对稻瘟病的免疫力。这个发现,也为培育高产抗病水稻新品种提供了重要理论基础和应用途径。

这个有“智慧”的基因,是如何让水稻提高产量的同时,又能增加水稻的抗性?对此,四川农业大学水稻所副研究员王静介绍,水稻株型是决定水稻产量的主要因素之一,塑造水稻理想株型是提高水稻产量的重要途径。

IPA1(基因名字,该基因此前已被发现)是此前克隆的调控水稻理想株型形成的主效基因。“在实际育种中,我们发现IPA1除了能促进高产外,也可以在一定程度上提高基础抗性,这项有趣的发现,让我们觉得有必要去深入解析一下这一现象背后的具体作用机制。”

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据悉,此项研究从2012年开始启动,历经几年的艰苦摸索,终于将研究推向深入。虽然IPA1早已被发现,但团队研究发现,它是个非常“聪明”的基因,它可以根据水稻实际情况“选择”是提高抗性还是促进发育。王静解释,没有受稻瘟病侵袭时,这个基因“选择”负责水稻理想株型的建成,调控水稻产量。而当遭受稻瘟病菌侵袭时,这个基因便会化身“超人”,提高水稻免疫力。“更为‘智慧’的是,一旦水稻体内的免疫系统被激活,IPA1又很快恢复到之前的状态,继续保证水稻发育的正常进行。”

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川农首次上顶级《科学》期刊
    将继续解码“智慧”水稻基因高抗又高产的奥秘

对于此次研究成果,四川农业大学水稻所研究员陈学伟表示,“这篇论文只是一个阶段性的工作小结,IPA1的信号途径其实很复杂,还有很多奥秘有待我们去继续挖掘和解释。我们期望通过继续努力,更好地去完善IPA1的分子机制及工作模型。”此外,他还透露,现在团队又有了一些新的推测,目前正在通过实验进行检测和验证,“希望有朝一日可以证实我们的推测,解开IPA1高产抗病的更深入的分子机理。”

此次研究成果,是多个研究团队强强联合取得的成果,为培育高产抗病水稻新品种提供了重要理论基础和应用途径。据了解,该论文第一作者王静副研究员于2012年在中国科学院遗传与发育生物学研究所博士毕业,毕业后入职川农水稻研究所,加入陈学伟团队,从事水稻抗病与产量间调控关系及机制的研究。这也是该校陈学伟团队继去年在《细胞》上发表高水平论文后取得的又一重大研究成果。

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值得一提的是,近年来,四川农业大学注重实施人才强校战略,通过引进高层次人才、学科建设双支计划、科研后补助等措施,不断提升学校核心竞争力。陈学伟研究员2011年作为高端人才引进到四川农业大学工作,他在水稻重大病害理论与应用研究方面取得一系列原创性研究成果。其中包括近年来,在《Cell》、《PNAS》等主流期刊发表SCI论文57篇,累计影响因子351。其相关研究成果被中国科协评选为2017年度“中国生命科学十大进展”,农业部2017年度“中国农业重大科学进展”

新闻来源:http://static.cdsb.com/micropub/Articles/201809/bbb1f1e38c4aaa8c10ce0e31d93a6fec.html?wxopenid=oBCTzjhfuFQfdznru0fiS4m-KMN4


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