高产又高抗的水稻基因发现

记者从南京农业大学获悉，该大学作物遗传与种质创新国家重点实验室教授杨东雷，在高产基因资源库中寻找具有抗病功能的基因，通过诱导型地表达抗病基因使水稻达到了既高产又高抗的育种目标。日前该成果在线发表在国际期刊《自然—植物》上。

中国科学院院士李家洋在2010年，首先发现水稻理想株型基因ipa1，适度上调ipa1后可以减少水稻的无效分蘖，增加穗的分支，增强秸秆的强度，最终增加单位面积的产量。因此，含有ipa1-1D与ipa1-2D两个功能获得性等位基因的水稻品种得到了大面积推广种植。

杨东雷团队在筛选高产基因资源库中发现ipa1的表达在白叶枯病原菌侵染时发生改变，暗示他们可能参与抗病过程。

“我们进而检测了含有ipa1-1D与ipa1-2D的高产水稻品种，但遗憾地发现这些品种在抗病上表现一般。我们超表达了ipa1，发现这些水稻对白叶枯病具有广谱的高抗能力，但这些水稻材料分蘖极度减少、穗子缩短、育性降低，最终造成水稻产量大幅下降。”杨东雷说。

为了获得高抗与高产的水稻，杨东雷团队利用白叶枯病菌TALE类效应因子诱导表达的OsHEN1的启动子表达ipa1， 获得了他们命名的HIP水稻。

“在没有病原菌侵染时，类似ipa1-1D与ipa1-2D，HIP水稻微量上调ipa1的表达量，所以HIP水稻表现出少蘖、大穗、茎粗等表型，最终提高了产量。当有白叶枯病侵染时， ipa1被强烈诱导表达，极大增强了抗病性。更重要的是在白叶枯病侵染时，HIP水稻也表现为高产。”杨东雷说。（记者马爱平）