原標(biāo)題：我省科研團隊在《細(xì)胞》上發(fā)表重大聯(lián)合研究成果——
破解水稻抗病毒密碼 培育抗病不減產(chǎn)品種
水稻改良實驗對照圖 (受訪者供圖）
“團隊首次證實獨腳金內(nèi)酯（Strigolactone，SL）這一重要植物激素，其相關(guān)的信號通路是水稻自身抵抗病毒的關(guān)鍵，而且能同時抑制水稻鋸齒葉矮縮病毒、南方水稻黑條矮縮病毒等多種危害水稻的病毒�！�2月25日，福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)林生物安全全國重點實驗室副主任、教授吳建國在接受記者采訪時介紹。
24日，相關(guān)研究成果在國際頂級期刊《Cell》（《細(xì)胞》）上發(fā)表，成果由福建農(nóng)林大學(xué)教授吳建國團隊聯(lián)合加州大學(xué)河濱分校教授丁守偉、清華大學(xué)研究員閆利明團隊完成。
據(jù)介紹，水稻病毒病是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的“頑疾”，一旦感染常導(dǎo)致水稻減產(chǎn)，而常規(guī)抗病育種又容易影響水稻產(chǎn)量。為此，破解水稻抗病毒密碼成為科學(xué)家長期攻關(guān)的難題。該研究首次在機制層面貫通獨腳金內(nèi)酯（Strigolactone，SL）激素信號通路與動植物中高度保守的抗病毒RNAi免疫體系，成功破解水稻抗病毒密碼，并培育出抗病不減產(chǎn)的水稻改良品種。
獨腳金內(nèi)酯是一類重要植物激素，能影響植物分枝、莖稈生長等，此前科學(xué)家們并不知道它和水稻的抗病毒能力有關(guān)。研究團隊發(fā)現(xiàn)，水稻感染草狀矮化病毒等多種常見病毒后，會出現(xiàn)長得矮、分枝變多的問題。經(jīng)過研究，團隊找到其中關(guān)鍵原理：水稻被病毒侵染后，會誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子MID1的表達，它能激活水稻體內(nèi)的抗病毒基因，但這個過程需要轉(zhuǎn)錄激活因子ONAC131的協(xié)助。
“獨腳金內(nèi)酯信號通過維持ONAC131的表達水平，確保其有效‘輔助’MID1啟動下游抗病毒基因的轉(zhuǎn)錄，從而增強水稻自身的抗病毒能力�！眳墙▏忉�。
此外，研究團隊還進一步綜合利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物化學(xué)與遺傳學(xué)手段，系統(tǒng)揭示水稻草狀矮化病毒（RGSV）的反防御策略，也就是摸清了病毒的“搗亂招數(shù)”。
“通過先進的冷凍電鏡技術(shù)，團隊看清了病毒的致病蛋白P3會和水稻的D14蛋白‘綁定’，并霸占D14的關(guān)鍵位點，讓獨腳金內(nèi)酯的信號傳不下去。這樣一來，水稻的抗病毒能力被抑制，生長發(fā)育也會出問題，這就是病毒讓水稻生病減產(chǎn)的核心原因。”吳建國進一步介紹，基于此研究成果，研究團隊成功篩選出能夠“逃逸”病毒P3靶向的D14突變體——D102A/N，突變體在保障水稻正常生長發(fā)育的同時，通過改變關(guān)鍵結(jié)合界面使病毒蛋白P3“無從下手”。
記者從福建農(nóng)林大學(xué)團隊獲悉，該研究成果已通過前沿基因編輯技術(shù)轉(zhuǎn)化為可直接應(yīng)用的育種材料。
“我們將‘病毒逃逸’特性精準(zhǔn)引入水稻基因組，所得改良水稻在田間條件下對RGSV表現(xiàn)出顯著增強的抗性，且株型、產(chǎn)量等關(guān)鍵農(nóng)藝性狀與常規(guī)品種無明顯差異，成功實現(xiàn)了‘抗病不減產(chǎn)’的育種目標(biāo)�！眳墙▏f。
中國科學(xué)院院士、崖州灣國家實驗室研究員錢前認(rèn)為，該研究實現(xiàn)了從基礎(chǔ)理論突破到農(nóng)業(yè)應(yīng)用輸出的全鏈條創(chuàng)新，為面向國家重大需求的作物精準(zhǔn)設(shè)計育種提供了具有示范意義的成功案例。（記者 蔣豐蔓）
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