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科學家揭示抗褐飛虱分子機製 助力培育高產水稻

發布時間:2023-06-15 15:03:00來源: 中國新聞網

  中新社武漢6月15日電 (馬芙蓉 楊芳)武漢大學雜交水稻全國重點實驗室何光存課題組於(yu) 北京時間14日晚在國際期刊Nature(《自然》)發文,首次鑒定出一個(ge) 被植物抗蟲蛋白識別的褐飛虱唾液蛋白BISP,並揭示水稻抗褐飛虱分子機製,對培育高產(chan) 、抗蟲水稻品種具有重要意義(yi) 。

  褐飛虱是一種遷飛性害蟲,每年對中國、菲律賓、越南、泰國、印度尼西亞(ya) 等水稻主產(chan) 國產(chan) 生危害,是亞(ya) 洲水稻生產(chan) 中的頭號害蟲。

  “選育和種植抗蟲品種是褐飛虱防治的關(guan) 鍵。”何光存介紹,各國科學家根據抗性基因對不同生物型褐飛虱的抗性反應,已克隆17個(ge) 抗褐飛虱基因,據此培育出多個(ge) 抗褐飛虱水稻品種,但是如何抗蟲的分子機理一直不明。

  何光存課題組前期從(cong) 野生稻雜交後代中克隆了抗褐飛虱基因Bph14。此次研究中,他和團隊以含有Bph14基因的抗蟲水稻為(wei) 對象,揭示了褐飛虱取食與(yu) 水稻反取食的分子機製。

  研究發現,褐飛虱唾液中含有一種BISP蛋白,該蛋白是將普通水稻變脆弱、易於(yu) 被取食的“元凶”。而在含有Bph14基因的抗蟲水稻中,當BISP進入細胞後,會(hui) 立即與(yu) Bph14蛋白發生特異性結合而被識別,激發強烈抗蟲反應,使褐飛虱取食下降、生長受阻、死亡率上升,從(cong) 而阻止侵害。

  如何保證水稻抗蟲性與(yu) 生長發育間的平衡?課題組進一步研究發現,Bph14還能促進BISP與(yu) 選擇性自噬受體(ti) OsNBR1互相作用,通過自噬降解方式,快速清除水稻細胞內(nei) 存留的BISP,終止抗性反應,使細胞盡快恢複生長。研究結果顯示,Bph14細胞內(nei) 的BISP水平在6小時內(nei) 顯著降低,36小時後被完全降解,抗蟲反應隨之減弱直至終止。

  何光存介紹,上述研究表明,Bph14在識別BISP激發抗蟲反應、調控自噬清除BISP的過程中具有至關(guan) 重要的作用,為(wei) 培育高產(chan) 抗蟲品種水稻奠定基礎。同時,該研究也為(wei) 開展植物抗蟲提供了思路。(完)

(責編:陳濛濛)

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