武汉高校赢得两项水稻生产世界级成果
栏目:部门新闻 发布时间:2023-06-17
武汉高校赢得两项水稻生产世界级成果

    长江日报讯(记者汪洋 通讯员吴江龙 武柳青)褐飞虱是我国水稻生产中的头号害虫,它们聚集在稻株基部取食,平均每年造成100多万吨粮食损失,为害严重时可让水稻成片倒伏死亡,颗粒无收。褐飞虱的防治已成为世界性难题,武汉大学何光存教授课题组揭示了水稻抗褐飞虱分子机制,对于培育高产、抗虫水稻品种具有重要意义。

    15日下午,长江日报记者走进武汉大学生命科学学院杂交水稻全国重点实验室,课题组成员郭建平揭开一个塑料薄膜罩,里面放置有3盆长势茂盛的水稻株,凑近稻株的基部可以看到,密密麻麻的褐飞虱正聚集啃食。郭建平介绍,这是专门用来养殖褐飞虱的,作为试验的虫源。

    褐飞虱体型小,刚孵化出来时体宽约莫头发丝般细小,体长约1毫米,最大的雌成虫体长也只有4—5毫米。它们在亚洲的热带地区过冬,随着北半球气温升高,又随气流从越南、菲律宾等地“吹”到我国的广西、云南一带,然后再深入腹地。

    褐飞虱主要取食包裹着水稻茎秆的叶鞘部位。叶鞘中排列着的纤细管道(维管组织)运输营养物质,褐飞虱专门盯着叶鞘部位的纤细管道吸食。

    褐飞虱的危害性让种粮人苦不堪言。过去,防治稻飞虱主要靠农药,但长期大量使用农药导致褐飞虱产生了抗药性,而且,高浓度低水量的喷药方式,药剂难以达到水稻基部,难以达到杀虫效果。

    自1995年开始,何光存教授课题组便开始聚焦水稻抗褐飞虱基因的发掘与育种利用,从野生稻和农家品种中筛选抗褐飞虱种质资源,鉴定和挖掘水稻抗褐飞虱基因,使褐飞虱取食下降、生长受阻、死亡率上升从而阻止褐飞虱侵害。“寻找每个抗褐飞虱基因要花十多年时间。我们一个实验室克隆的抗褐飞虱基因占全球克隆总数的60%,居国际领先地位。”何光存说。

    面向国家重大战略需求和世界科技前沿,何光存教授课题组培育的抗褐飞虱水稻品种在湖北、安徽、湖南、江西、广西、海南等省份大面积推广应用,田间褐飞虱虫口密度降低85%以上,在减少农药使用的情况下,保障农民增产增收。

    ■ 华中农大:

    “水稻癌症”有了治愈良方

    长江日报讯(记者周劼 通讯员蒋朝常)“水稻癌症”稻瘟病有治了!华中农业大学李国田教授团队成功克隆到一个广谱抗病类病斑突变体基因(RBL1),并通过基因编辑创制了增强抗病性且稳产的新基因(RBL1Δ12)。据试验分析,新基因在稻瘟病害严重发生时,能够挽回约40%产量损失。6月14日,该研究成果发表在最新一期《自然》杂志上。

    水稻是全球重要的粮食作物之一,生长上常受稻瘟病、稻曲病、白叶枯病等多种病害威胁。稻瘟病更被称为“水稻癌症”,广泛分布于世界各稻区,是一种毁灭性的真菌病害,全球每年因稻瘟病造成的产量损失达数千万吨。作为主要的水稻生产国,我国每年的损失也达200万吨。目前稻瘟病的防治主要是以喷洒化学农药为主,既污染环境,效果也不理想。

    稻瘟病之所以难治难防就在于真菌在和水稻的“攻防战”中采取了高明的“卧底”策略。真菌孢子沾染到水稻上,会全身包裹一层磷脂,像披着羊皮的狼,骗过水稻的免疫机制,顺利进入植物细胞。

    为此,李国田教授团队牵头开展研究,成功克隆到一个广谱抗病类病斑突变体基因(RBL1),并通过基因编辑创制了增强作物广谱抗病性且稳产的新基因RBL1Δ12。该基因在作物中高度保守,与传统抗病基因相比,可打破物种界限,普适性更强,具有巨大的抗病育种应用潜力。

    研究发现,RBL1Δ12基因显著增强了水稻对不同地区分离的10个稻瘟菌、5个白叶枯菌和2个稻曲菌生理小种的抗性,在稻瘟病害严重发生时能挽救约40%的产量损失,若广泛推广应用,这相当于挽回了80万吨粮食,满足1500万人一年粮食需求。



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