新聞?dòng)浾?李碗容
通訊員 吳兆圓
近日，新聞?dòng)浾邚暮笔∞r(nóng)科院獲悉，該院雜交稻團(tuán)隊(duì)利用多基因轉(zhuǎn)化技術(shù)和基因編輯技術(shù)對(duì)水稻進(jìn)行遺傳改良，賦予水稻病蟲(chóng)草害抗性的同時(shí)，進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)雜志》上。
目前，全球范圍內(nèi)每年因病蟲(chóng)草害損失的糧食約占總產(chǎn)量的三分之一。以水稻為例，田間雜草、螟蟲(chóng)、稻飛虱、白葉枯病和稻瘟病等生物逆境嚴(yán)重威脅著水稻正常生產(chǎn)，帶來(lái)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。而預(yù)計(jì)到2050年，全球人口將達(dá)到90億，糧食需求大幅增加。為此，省農(nóng)科院水稻首席科學(xué)家游艾青研究員認(rèn)為，育種者在賦予水稻病蟲(chóng)草害抗性的同時(shí)，需更加關(guān)注提高產(chǎn)量的性狀。
上述成果文章第一作者李昌焱介紹，當(dāng)前，水稻病蟲(chóng)草害抗性育種中，單個(gè)或少量抗性基因的導(dǎo)入已無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，往往需要多個(gè)抗性性狀基因?qū)胱魑镆赃m應(yīng)生產(chǎn)應(yīng)用要求。傳統(tǒng)育種方法通過(guò)雜交和回交手段可以聚合多個(gè)基因，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且有連鎖累贅情況發(fā)生。此外，作物中普遍存在著生長(zhǎng)和防御之間的矛盾，同時(shí)過(guò)量表達(dá)多個(gè)抗性基因增加水稻對(duì)病蟲(chóng)草害抗性，在一定程度上會(huì)打破水稻自身代謝平衡，引起水稻的農(nóng)藝性狀尤其產(chǎn)量變化。
針對(duì)以上難題，該研究一方面利用多基因轉(zhuǎn)化策略一次性導(dǎo)入除草劑抗性基因，抗褐飛虱基因（2個(gè)），抗螟蟲(chóng)基因、抗白葉枯病基因以及抗稻瘟病基因共6個(gè)抗性基因，同時(shí)提高水稻的病蟲(chóng)草害抗性。另一方面，利用基因編輯技術(shù)對(duì)水稻內(nèi)源開(kāi)花期相關(guān)基因Ehd1進(jìn)行缺失突變，合理延長(zhǎng)水稻的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，從而應(yīng)對(duì)多抗性基因同時(shí)過(guò)表達(dá)對(duì)水稻生長(zhǎng)帶來(lái)的抑制，進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量。這項(xiàng)研究通過(guò)基因編輯技術(shù)對(duì)水稻內(nèi)源抽穗期調(diào)控基因Ehd1進(jìn)行缺失突變，達(dá)到改良多基因轉(zhuǎn)化的抗性水稻的農(nóng)藝性狀（尤其是產(chǎn)量）目的。獲得的水稻材料在提高除草劑和多種病蟲(chóng)害抗性的同時(shí)，能有效提高產(chǎn)量。
湖北省科技廳農(nóng)業(yè)處負(fù)責(zé)人表示，上述研究成功解決了水稻生長(zhǎng)和防御之間的矛盾，為培育高產(chǎn)且多抗水稻提供有效途徑，對(duì)提高水稻單產(chǎn)水平、保障糧食安全具有積極意義。
