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植保所成功克隆水稻白葉枯病持久抗性基因
植保所水稻病害防控研究團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年接力研究，成功克隆了具有重要應(yīng)用價(jià)值的水稻白葉枯病持久抗性基因Xa7，獲得了該基因及其應(yīng)用的發(fā)明專利（201910174451.X），近日在JCR一區(qū)期刊《Rice》上在線發(fā)表了題為”Xa7, a small orphan gene harboring promoter trap for AvrXa7, leads to the durable resistance to Xanthomonas oryzae pv. oryzae” 的研究論文。植保所汪聰穎博士為論文第一作者，朱小源研究員為通訊作者。
白葉枯病是水稻三大病害之一，嚴(yán)重影響水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。克隆持久抗病基因、并應(yīng)用于抗病育種是防控該病的重要手段。Xa7具有廣譜、持久，以及在高溫或干旱等非生物脅迫環(huán)境下抗性增強(qiáng)的特性，自1978年從孟加拉稻種資源中被發(fā)現(xiàn)以來備受多國科學(xué)家的關(guān)注，但該基因一直未被克?。⊿idhu et al. 1978; Vera et al. 2000; Webb et al. 2010; Dossa et al. 2020）。2008年團(tuán)隊(duì)成員陳深等將Xa7基因精細(xì)定位到118.5kb區(qū)域（Chen et al. 2008, Molecuar Breeding），汪聰穎等于2011年接力研究，通過BAC文庫構(gòu)建、篩選和測序破解了定位區(qū)間的基因組結(jié)構(gòu)變異，利用病原菌TAL效應(yīng)子識別元件預(yù)測快速鎖定候選基因，經(jīng)過一系列亞克隆文庫正向遺傳互補(bǔ)驗(yàn)證和CRISPR/Cas9介導(dǎo)的反向驗(yàn)證，完成了Xa7功能基因的克隆。Xa7編碼113個(gè)氨基酸的小分子蛋白，是沒有保守結(jié)構(gòu)域的“孤兒基因”，它可通過其啟動(dòng)子區(qū)一個(gè)順式調(diào)控元件“誘捕”病原菌無毒因子AvrXa7，調(diào)動(dòng)水稻細(xì)胞的免疫反應(yīng)，迅速隔離殺滅入侵病原。
. Xa7功能基因結(jié)構(gòu)、表達(dá)特征與抗病表型
Xa7基因是水稻病害防控研究團(tuán)隊(duì)繼克隆了廣譜抗稻瘟病基因Pi50后獲得的又一個(gè)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、具有重要應(yīng)用價(jià)值的水稻抗病基因。本研究成果對支撐華南乃至我國水稻抗白葉枯病育種、剖析水稻持久抗病性分子機(jī)理均具有重要的價(jià)值。
相關(guān)研究得到了廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院“十三五“和“十四五”學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)、國家自然科學(xué)基金以及國家、廣東省產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目的支持。
論文鏈接：https://thericejournal.springeropen.com/articles/10.1186/s12284-021-00490-z
