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省农科院在水稻共生研究领域取得重大突破
发布:农村处  来源:  访问次数:514  发布日期:2019-12-27

在省科技厅重大项目“东野型”三系杂交水稻体系研究支持下,由省农科院黄仁良博士团队开展的丛枝菌根真菌(AMF)水稻互作研究成果问世后,受到国际相关学术界的广泛关注与期望。12月11日,国际权威杂志New Phytologist刊登了国际著名植物微生物学家、法国图卢兹大学教授Benoit Lefebvre撰写的专评文章《开启培育与丛枝菌根真菌有益共生关系水稻品种的新机遇》,称其成果有望开辟AMF与水稻共生研究与利用的新领域。

丛枝菌根真菌(AMF)是一类分布最为广泛的土壤真菌,可以利用植物产生的脂质等碳源促进自身生长,同时作为回馈,帮助植物吸收土壤中的水分和矿物盐。另外,AMF可提高植物的抗旱能力,改善植物营养条件,提高植物的耐盐性和抗病性。

省农科院黄仁良博士所在的团队,在与华中农业大学的合作下,从东乡野生稻中成功克隆了OsCERK1DY基因并申请了基因专利,抢占了水稻生物技术育种前沿制高点和菌根共生领域主控权。与此同时,利用OsCERK1DY基因所编码的自然变异蛋白可显著促进AMF与水稻的共生特性,并培育出多个水稻新品系。初步研究表明,在田间不施肥的情况下这些新品系增产显著。展示出该基因在培育绿色超级稻、减肥减药和有机农业中具有良好的应用前景。2019年9月4日,黄仁良博士以第一作者身份在New Phytologist杂志(生物学1区,IF7.299)发表了“Natural variation at OsCERK1 regulates arbuscular mycorrhizal symbiosis in rice”的学术成果。

Benoit Lefebvre教授的专评文章指出,以往研究中,国际学术界对包含水稻在内的多种作物中AMF定殖和菌根对植物生长反应(MGR)的遗传差异性都做了分析与研究,但到目前为止,还没有有效地克隆到导致这些性状差异的共生信号受体基因。黄仁良博士团队的科研成果,从东乡野生稻中克隆的OsCERK1DY所编码的自然变异蛋白可显著促进AMF与水稻的共生,首次发现了“参与共生信号识别蛋白序列的自然变异影响丛枝菌根真菌(AMF)定殖水平”,以及“AMF定殖水平的增加会带来水稻在盆栽实验中生长反应加强以及田间产量增加”,并且“OsCERK1除了参与植物与AMF的共生,还参与了各种微生物相关分子模式(MAMPs)识别,研究中同时发现来源于东乡野生稻的OsCERK1DY提高了水稻对稻瘟病的抗性”。Benoit Lefebvre教授肯定了利用新克隆的OsCERK1DY基因,可以培育与AMF有益共生关系的水稻新品种,从而提高水稻营养利用效率和对稻瘟病的抗性。Benoit Lefebvre教授强调,该项研究结果,“启发和鼓励科学家进一步研究共生信号感知和信号传递的基因等位变异及其对AMF定殖水平的影响”。

 

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