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省農科院在水稻共生研究領域取得重大突破
發布:農村處  來源:  訪問次數:898  發布日期:2019-12-27

在省科技廳重大項目“東野型”三系雜交水稻體系研究支持下,由省農科院黃仁良博士團隊開展的叢枝菌根真菌(AMF)水稻互作研究成果問世后,受到國際相關學術界的廣泛關注與期望。12月11日,國際權威雜志New Phytologist刊登了國際著名植物微生物學家、法國圖盧茲大學教授Benoit Lefebvre撰寫的專評文章《開啟培育與叢枝菌根真菌有益共生關系水稻品種的新機遇》,稱其成果有望開辟AMF與水稻共生研究與利用的新領域。

叢枝菌根真菌(AMF)是一類分布最為廣泛的土壤真菌,可以利用植物產生的脂質等碳源促進自身生長,同時作為回饋,幫助植物吸收土壤中的水分和礦物鹽。另外,AMF可提高植物的抗旱能力,改善植物營養條件,提高植物的耐鹽性和抗病性。

省農科院黃仁良博士所在的團隊,在與華中農業大學的合作下,從東鄉野生稻中成功克隆了OsCERK1DY基因并申請了基因專利,搶占了水稻生物技術育種前沿制高點和菌根共生領域主控權。與此同時,利用OsCERK1DY基因所編碼的自然變異蛋白可顯著促進AMF與水稻的共生特性,并培育出多個水稻新品系。初步研究表明,在田間不施肥的情況下這些新品系增產顯著。展示出該基因在培育綠色超級稻、減肥減藥和有機農業中具有良好的應用前景。2019年9月4日,黃仁良博士以第一作者身份在New Phytologist雜志(生物學1區,IF7.299)發表了“Natural variation at OsCERK1 regulates arbuscular mycorrhizal symbiosis in rice”的學術成果。

Benoit Lefebvre教授的專評文章指出,以往研究中,國際學術界對包含水稻在內的多種作物中AMF定殖和菌根對植物生長反應(MGR)的遺傳差異性都做了分析與研究,但到目前為止,還沒有有效地克隆到導致這些性狀差異的共生信號受體基因?;迫柿疾┦客哦擁目蒲諧曬?,從東鄉野生稻中克隆的OsCERK1DY所編碼的自然變異蛋白可顯著促進AMF與水稻的共生,首次發現了“參與共生信號識別蛋白序列的自然變異影響叢枝菌根真菌(AMF)定殖水平”,以及“AMF定殖水平的增加會帶來水稻在盆栽實驗中生長反應加強以及田間產量增加”,并且“OsCERK1除了參與植物與AMF的共生,還參與了各種微生物相關分子模式(MAMPs)識別,研究中同時發現來源于東鄉野生稻的OsCERK1DY提高了水稻對稻瘟病的抗性”。Benoit Lefebvre教授肯定了利用新克隆的OsCERK1DY基因,可以培育與AMF有益共生關系的水稻新品種,從而提高水稻營養利用效率和對稻瘟病的抗性。Benoit Lefebvre教授強調,該項研究結果,“啟發和鼓勵科學家進一步研究共生信號感知和信號傳遞的基因等位變異及其對AMF定殖水平的影響”。

 

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