記者近日從南京農(nóng)業(yè)大學獲悉，該校楊東雷實驗室利用高產(chǎn)基因IPA1提高了水稻對白葉枯病的抗性，培育出既高產(chǎn)又具高抗病性的水稻新品系。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際知名學術(shù)期刊《自然·植物》上。

　　“植物抵抗病菌是一個消耗能量的過程，所以有強抗病力的作物往往產(chǎn)量不高，而高產(chǎn)的品種又容易染病。”楊東雷教授說，抗病與高產(chǎn)通常是一對矛盾，就像魚與熊掌不可兼得，同時達到高產(chǎn)和高抗一直是作物育種的一大挑戰(zhàn)。為解決這個問題，科研團隊嘗試在高產(chǎn)基因中尋找抗病基因。

　　2010年，中國科學院院士李家洋在國際上首先發(fā)現(xiàn)水稻理想株型基因IPA1，作為水稻miRNA156的靶基因，IPA1能夠參與調(diào)控水稻多個生長發(fā)育過程，適度上調(diào)IPA1的基因表達可以減少水稻的無效分蘗，增加穗的分支，增強秸稈強度，從而提高單位面積的產(chǎn)量。

　　楊東雷團隊的研究人員發(fā)現(xiàn)，當白葉枯病菌侵染水稻時，miRNA156與IPA1等靶基因的表達水平會發(fā)生改變。如果下調(diào)miRNA156或者增加IPA1的表達，水稻對白葉枯病的抗性雖然會得到大幅增強，但這些水稻分蘗大量減少，穗子變小，育性降低，產(chǎn)量會大幅下降。

　　為了獲得高抗與高產(chǎn)兼具的水稻品種，研究人員給水稻安裝了一種“報警器”，一旦有白葉枯病菌入侵，IPA1就會增加表達，經(jīng)過測試，研究團隊將*終培育出的水稻命名為HIP。

　　后續(xù)研究顯示，當沒有病原菌侵染時，HIP水稻植株的IPA1表達量會微量上調(diào)，表現(xiàn)出少蘗、大穗、莖粗等性狀，產(chǎn)量得到了提高；當白葉枯病菌侵染時，IPA1就會大量表達，為植株補充“抗體”，增強植株的抗病性。

　　“更重要的是，我們發(fā)現(xiàn)，在白葉枯病侵染時，HIP水稻仍然能夠保持高產(chǎn)。”楊東雷說，該研究發(fā)現(xiàn)了miRNA156與IPA1這一對控制水稻生長與抗病的因子，闡明了IPA1抗病的分子機制，研究團隊也據(jù)此培育出高抗高產(chǎn)的水稻新品系。

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