2016年10月25日,我院雜交水稻國家重點實驗室何光存教授和陳榮智副教授研究團(tuán)隊在國際權(quán)威期刊PNAS上發(fā)表題為 “Allelic diversity in an NLR gene BPH9 enables rice to combat planthopper variation”的研究論文(http://www.pnas.org/content/early/2016/10/21/1614862113.abstract)。博士生趙艷、黃錦和王志政是該論文第一作者。該研究工作獲得國家自然科學(xué)基金重點項目和973、863項目的支持。
水稻是世界上最重要的糧食作物之一，褐飛虱是隨水稻而生專門取食水稻的害蟲。在自然界中，為了抵抗褐飛虱取食，水稻進(jìn)化出了抗蟲性；而褐飛虱則形成能克服水稻抗性的生物型群體，水稻反過來又產(chǎn)生出新的抗性來對抗褐飛虱。如此周而復(fù)始，二者形成協(xié)同進(jìn)化關(guān)系，使得在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中褐飛虱不會對水稻造成重大危害。該研究團(tuán)隊與華中農(nóng)大張啟發(fā)院士等國內(nèi)外同行合作，克隆了水稻第12染色體長臂上的一個抗褐飛虱基因BPH9，并發(fā)現(xiàn)此前定位在該染色體區(qū)段上的7個抗褐飛虱基因均是BPH9的等位基因。正是由于BPH9的等位變異使得水稻可以抵抗褐飛虱不同生物型群體，因此揭示了抗蟲基因等位變異是水稻應(yīng)對褐飛虱種群變異的重要策略。該論文還分析了BPH9基因在水稻群體中分化和演化特點?；贐PH9等位型在野生稻和栽培稻中的分布，發(fā)現(xiàn)人類抗蟲育種實踐重演了自然選擇進(jìn)化過程，即等位型1是在野生稻中最早出現(xiàn)的抗蟲等位型，也是第一個應(yīng)用于現(xiàn)代抗蟲育種的等位型，隨后是等位型2。等位型7和等位型9則是新近發(fā)掘的等位型，對三種生物型的褐飛虱均表現(xiàn)為抗性，在今后的水稻抗蟲育種中具有重要利用價值。
在該論文發(fā)表之前，抗褐飛虱基因BPH9已經(jīng)獲得發(fā)明專利授權(quán)，利用BPH9培育的抗蟲新種質(zhì)已在全國各育種單位廣泛應(yīng)用。
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