PNAS发表水稻抗虫基因研究新进展

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发布时间：2016/11/04

2016年10月25日,我院杂交水稻国家重点实验室何光存教授和陈荣智副教授研究团队在国际权威期刊PNAS上发表题为 “Allelic diversity in an NLR gene BPH9 enables rice to combat planthopper variation”的研究论文(http://www.pnas.org/content/early/2016/10/21/1614862113.abstract)。博士生赵艳、黄锦和王志政是该论文第一作者。该研究工作获得国家自然科学基金重点项目和973、863项目的支持。

　　水稻是世界上最重要的粮食作物之一，褐飞虱是随水稻而生专门取食水稻的害虫。在自然界中，为了抵抗褐飞虱取食，水稻进化出了抗虫性；而褐飞虱则形成能克服水稻抗性的生物型群体，水稻反过来又产生出新的抗性来对抗褐飞虱。如此周而复始，二者形成协同进化关系，使得在传统农业中褐飞虱不会对水稻造成重大危害。该研究团队与华中农大张启发院士等国内外同行合作，克隆了水稻第12染色体长臂上的一个抗褐飞虱基因BPH9，并发现此前定位在该染色体区段上的7个抗褐飞虱基因均是BPH9的等位基因。正是由于BPH9的等位变异使得水稻可以抵抗褐飞虱不同生物型群体，因此揭示了抗虫基因等位变异是水稻应对褐飞虱种群变异的重要策略。该论文还分析了BPH9基因在水稻群体中分化和演化特点。基于BPH9等位型在野生稻和栽培稻中的分布，发现人类抗虫育种实践重演了自然选择进化过程，即等位型1是在野生稻中最早出现的抗虫等位型，也是第一个应用于现代抗虫育种的等位型，随后是等位型2。等位型7和等位型9则是新近发掘的等位型，对三种生物型的褐飞虱均表现为抗性，在今后的水稻抗虫育种中具有重要利用价值。

　　在该论文发表之前，抗褐飞虱基因BPH9已经获得发明专利授权，利用BPH9培育的抗虫新种质已在全国各育种单位广泛应用。