水稻白葉枯病“克星”基因成功克隆

圖/視覺中國

前不久，我國科學家成功克隆水稻白葉枯病的“克星”——持久抗病基因Xa7，通過揭示Xa7高抗、廣譜、持久、耐熱特性的新抗病分子機制，為水稻白葉枯病的防控奠定了基礎。

白葉枯病是我國水稻生產中的三大病害之一，嚴重影響水稻產量和品質。據資料顯示，20世紀80年代以前，白葉枯病常導致水稻減產20%～30%，嚴重時可達50%，甚至絕收。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員周儉民介紹，由于我國主栽水稻品種引入Xa4、Xa21、Xa23等抗性基因，白葉枯病曾得到有效控制；但隨著全球氣候變暖、白葉枯病菌不斷變異，陸續出現了新型致病變種，導致主栽水稻品種逐漸失去抗病性。“近些年，水稻白葉枯病呈逐年加重趨勢，老病新發問題日益嚴重，水稻產量損失巨大。”周儉民說。

一直以來，Xa7是國際公認對白葉枯病菌抗性最持久的“明星基因”，從最初發現其持久抗病性至今已有20年。但由于該抗病遺傳位點的序列與參考基因組完全不同，國際上許多實驗室在Xa7基因的分離鑒定上一直未獲成功。

浙江師范大學馬伯軍團隊和中國水稻研究所錢前院士團隊多年聯合攻關，終于取得突破性進展——在精細定位的基礎上，通過輻射誘變和遺傳篩選，將Xa7鎖定范圍，并通過大量分子功能驗證，成功克隆Xa7基因。

同時，該研究還表明，在高溫環境下，Xa7受誘導產生防衛反應阻止病菌入侵的表現更為突出。在全球氣候變暖情況下，該基因具有更大育種價值。