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水稻所聯(lián)合首次鑒定水稻黑條矮縮病高抗抗源材料和克隆出首個(gè)抗病基因
近日，由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所劉斌研究員為第一通訊作者，趙均良副研究員為共同通訊作者，周煉博士為并列第一作者（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的王招云博士為第一作者、周彤研究員和周益軍研究員為共同通訊作者）撰寫的論文“An aspartic protease 47 causes quantitative recessive resistance to rice black-streaked dwarf virus disease and southern rice black-streaked dwarf virus disease”發(fā)表在植物科學(xué)頂級雜志New Phytologist（https://doi.org/10.1111/nph.17961，影響因子10.15，中科院1區(qū)TOP期刊)。
水稻是我國主要的糧食作物，水稻的穩(wěn)產(chǎn)對我國糧食安全意義重大。黑條矮縮病是水稻上一種毀滅性病毒病，由于其危害性大和防治困難被稱為水稻的“癌癥”，尤其是南方水稻黑條矮縮病，它被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部列為水稻上兩個(gè)A類農(nóng)作物病蟲害中唯一的病毒病害(http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/ 2020 - 09/17 / content_5544165.htm)。一直以來，由于缺乏穩(wěn)定高抗抗源，使得水稻黑條矮縮病的抗病育種一直未能取得突破，而未有抗性基因的成功克隆也導(dǎo)致其抗病分子機(jī)制不清楚。
為了攻克這一難題，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院與江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院及國際水稻研究所組成國際合作研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合開展水稻黑條矮縮病抗源的挖掘和抗病基因的鑒定研究并取得突破：對來自59個(gè)國家的500多份多樣性水稻種質(zhì)進(jìn)行病區(qū)自然鑒定和溫室人工接種鑒定、病毒累積檢測和昆蟲抗性試驗(yàn)，成功鑒定出目前對水稻黑條矮縮病抗性最強(qiáng)的品種W44（來自印度）（圖1）；通過全基因組關(guān)聯(lián)分析、基因表達(dá)差異和序列差異分析、基因功能注釋和轉(zhuǎn)基因驗(yàn)證，確認(rèn)了天冬氨酸蛋白酶基因OsAP47為主效QTL qRBSDV6-1的功能基因（圖2、圖3），這也是國際上第一個(gè)被克隆和功能驗(yàn)證的兼抗水稻黑條矮縮病和南方水稻黑條矮縮病的抗性基因（已獲得國家發(fā)明專利）；進(jìn)一步對測試的500多份種質(zhì)與前期團(tuán)隊(duì)測序的3000份水稻比較基因組分析表明，OsAP47的抗病單倍型稀有存在于粳稻（圖4），在分子水平上首次解釋了粳稻的感病性，并提出通過秈粳雜交和基因編輯是解決粳稻感病性的有效途徑。該研究篩選鑒定出的穩(wěn)定高抗抗源和成功克隆出的抗病基因?yàn)樗究共∮N的廣泛開展和抗病分子機(jī)制深入研究鋪平了道路，是水稻黑條矮縮病和南方水稻黑條矮縮病防控和研究的重大突破。
W44對水稻黑條矮縮病毒表現(xiàn)出極強(qiáng)的抗性
轉(zhuǎn)基因驗(yàn)證OsAP47的RBSDV抗性功能
轉(zhuǎn)基因驗(yàn)證OsAP47的SRBSDV抗性功能
水稻自然群體中OsAP47的單倍型分析及全球地理分布
該研究得到了國家基金委-IRRI聯(lián)合基金項(xiàng)目(31761143012)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018YFD0200302）和廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系農(nóng)業(yè)種業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2020KJ106 and 2021KJ106）的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.17961
