王文明教授团队发现水稻多病害抗性、稳产新基因

2023-01-17 11:11:11作者:樊晶 审稿:戢俊臣 来源:国家重点实验室 点击数:

  

1月17日,我校国家重点实验室王文明教授团队在植物学顶级期刊Nature Plants(N1级中科院大类TOP,IF=17.352)在线发表了题为“A natural allele of proteasome maturation factor improves rice resistance to multiple pathogens”的研究论文,该论文报道了一个天然等位基因改良水稻对稻瘟病、稻曲病、纹枯病、白叶枯病等多种病害的抗性,同时不影响水稻产量。

水稻是全球最重要的粮食作物之一,但长期遭受稻瘟病、稻曲病、纹枯病、白叶枯病等多种病害的威胁,给粮食生产造成了严重损失。因此,迫切需要发掘多病害抗性基因,培育与利用多病害抗性品种,打好种业翻身仗,助力保障国家粮食安全。雅恢2115是四川农业大学培育的一个优质多抗超级稻恢复系,由雅恢2115配组育成的水稻品种已超过18个,累计推广面积3000多万亩。王文明教授联合黄富教授团队从雅恢2115中挖掘到一个编码蛋白酶体成熟因子的天然等位基因UMP1R2115。将UMP1R2115导入到感病水稻品种中,不仅能提高水稻对稻瘟病、稻曲病、纹枯病、白叶枯病等多种病害的抗性,而且对水稻主要农艺性状和产量没有明显影响。研究还揭示了一条UMP1R2115解除植物免疫抑制的广谱抗病通路:在病原菌入侵时,UMP1R2115通过增加水稻26S蛋白酶体的生物合成与活性,促进过氧化物酶APX8和过氧化氢酶CatB的降解,提高侵染位点过氧化氢的积累,从而增强水稻对多种病原菌的抵御能力。研究发现,雅恢2115中的UMP1R2115是一个稀有的天然等位基因,具有导入到其他水稻品种的应用潜力。因此,UMP1R2115的发现为培育抗多种病害的高产水稻品种提供了新的基因资源。

我校西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室的王文明教授和樊晶教授为该论文的共同通讯作者,博士后胡小红、硕士生申帅和吴金龙、博士生刘杰、青年教师王贺博士为共同第一作者。我校黄富教授、卢艳丽教授、中国农科院植物保护研究所宁约瑟研究员等参与了本研究。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、四川省青年科技创新研究团队、四川省自然科学基金、四川农业大学双支计划等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41477-022-01327-3


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