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让水稻对病菌“不感冒”
兴发官网:交大基因编辑技术获广谱抗病育种新途径
发布日期:2019-10-22   来源:解放日报
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白叶枯病是危害水稻生产的头号细菌“杀手”,通常导致水稻减产甚至绝收。水稻品种不断优化的同时,病原细菌也没有停止进化攻击,白叶枯病依然在田间地头影响生产,被农民称作“白夜哭”。记者日前从兴发官网:交通大学获悉,陈功友教授领衔的植物与病原菌分子互作研究团队通过多年研究,利用第三代基因编辑技术,使植物获得广谱抗病(RLS)的育种新途径。这项成果不仅意味着能够大大缩短育种时间,而且培育出的水稻对病菌“不感冒”,为保障粮食安全与食品安全提供了新的思路。

白叶枯病在全球广泛发生,国内目前除了新疆和东北北部地区以外的水稻种植区均有分布。化学农药是主要抗病手段,但对水稻来说,化学农药的使用带来食品安全问题,也会产生抗药性,严重影响环境。另一种常规抗病育种方式,培育稳定遗传的抗病水稻品种需要8-10年的时间,且由于病原菌也在不断进化,博弈艰难。水稻白叶枯病同时水稻白叶枯病也是植物病理学和植物免疫学领域最重要的模式系统之一,在科学上具有重要研究价值。

有没有什么方法能更安全有效?陈功友教授团队提出新思路——找到水稻内部的靶点“接头人”,并破译内外“响应暗号”,让“间谍”蛋白“无的放矢”,无法发挥作用。不仅如此,团队还采用第三代基因编辑技术,干扰“接头暗号”的识别,同时阻断多个细菌蛋白“间谍”的破坏活动,最终获得了广谱抗白叶枯病的水稻新种质。南京农业大学窦道龙教授对此评价道:“该研究在理论上阐明了不通过利用抗病基因而通过编辑多个感病基因实现作物的广谱抗病性,为水稻白叶枯病的防治提供了新的材料和方案,为作物抗病育种和抗性丧失治理提供了成功案例,具有重要理论和实践意义。”

陈功友教授团队目前正在将该技术应用于优良杂交水稻亲本的改良中,预计1-2年内可育成稳定遗传的品种,这将大大缩短杂交水稻育种年限,老百姓餐桌将迎来更优质安全的大米。

今年4月,《科学》杂志刊载一个国际团队研究,提出基因编辑等新植物育种技术在水稻、小麦和玉米等主要谷物及其他涉及粮食安全的作物中的应用迅速增加,能为全球粮食安全做出重大贡献。据悉,目前,澳大利亚、欧洲、美国等地已开始利用该技术进行生产实践。中国科学家团队在这一领域也有诸多突破,这种不插入外来DNA(脱氧核糖核酸)修改作物基因组的方式正进行安全性验证,而科学家们对结果保持乐观态度。未来,一旦针对新技术的监管框架和支持机制被逐步建立,它们可望走出实验室,在应用中释放巨大的活力。(记者 易蓉)