南京农业大学Nature子刊发表水稻新文章
发表日期:2014-09-11 01:28AM 阅览次数:
任职于南京农业大学和中国农业科学院万建民(Jianmin Wan)教授是这篇论文的通讯作者。其主要从事水稻重要农艺性状的基因定位、克隆和品种选育等研究,并作出杰出贡献。先后发现并精细定位了水稻重要农艺性状基因25个,目前已成功克隆了重要农艺性状基因8个基因,发表SCI论文80多篇(延伸阅读:南京农业大学PNAS克隆新基因 )。
水稻(Rice)是世界上超过一半人口的主食。水稻条纹病毒(Rice stripe virus ,RSV)是纤细病毒属(Tenuivirus)代表种,其通过灰飞虱(SBPH)传播,引起的水稻条纹叶枯病是水稻重要病害之一。每年中国东部和韩国超过80%的稻区都受到这种疾病的影响,给水稻生产造成了严重损失。
RSV感染的水稻病株常枯孕穗或穗小畸形不实。拔节后发病在剑叶下部出现黄绿色条纹,各种类型稻均不枯心,但抽穗畸形,结实很少。严重情况下,RSV可导致重大的粮食生产损失。由于缺乏有效的方法来控制RSV,杀虫剂被广泛应用来控制它的传播媒介灰飞虱,但其成本较高,且给人类、家畜和环境造成了危害。开发出抗病水稻品种被认为是控制这种病毒性疾病的一种最经济、最有效和最环保的措施。
在东亚大多数的粳稻品种都非常容易感染RSV。相比于粳稻,许多的籼稻品种对RSV显示抗性。当前已鉴别出了5个来源于籼稻的主要RSV抗性数量性状数量性状基因座(quantitative trait locus, QTL):Stv-bi, qSTV11IR24, qSTV11TQ, qSTV11KAS and qSTV11SG,它们均定位在水稻第11号染色体的长臂上。但尚未有一个QTL被克隆出来。因此对于与水稻RSV抗性相关的分子机制仍知之甚少。
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在这篇文章中研究人员报告称,克隆出了水稻抗性等位基因STV11 (STV11-R),证实其编码了一种磺基转移酶(OsSOT1),可催化水杨酸(SA)转化为磺基水杨酸(SSA),而易感等位基因STV11-S编码的基因产物则丧失了这种活性。序列分析结果表明,STV11-R和STV11-S各自普遍存在于籼稻和粳稻中。研究人员证实将STV11-R等位基因导入到易感水稻品种或是将STV11-R异源性转移到烟草中,可赋予对RSV的有效抗性。
这些研究结果提供了有关植物病毒防御机制的一些新认识,并为我们指出了采用分子标记辅助选择或基因工程来培育RSV抗性作物的有效方法。