高产又高抗的水稻基因发现

科技日报(记者马爱平)记者从南京农业大学获悉，南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室教授杨在高产基因库中寻找具有抗病功能的基因，诱导抗病基因的表达，使水稻达到高产、高抗的育种目标。最近，研究结果发表在国际期刊《自然-植物》的网上。

中国科学院院士李嘉阳在2010年首次发现水稻理想株型基因ipa1。适度上调ipa1可减少水稻无效分蘖，增加穗枝，增强秸秆强度，最终提高单位面积产量。因此，含有ipa1-1D和ipa1-2D功能性获得等位基因的水稻品种已被广泛种植。

杨的团队在高产基因库的筛选中发现，当白叶枯病病原菌感染时，ipa1的表达发生了变化，提示它们可能参与了抗病过程。

“我们进一步测试了含有ipa1-1D和ipa1-2D的高产水稻品种，但不幸的是，我们发现这些品种一般都具有抗病能力。我们过表达ipa1，发现这些水稻品种具有广谱和高抗白叶枯病。然而，这些水稻品种的分蘖极其减少，穗缩短，肥力下降，导致水稻产量显著下降。”杨对说道。

为了获得高抗性和高产的水稻，杨·董磊的团队利用由白叶枯病病原体TALE影响因子诱导和表达的奥申1启动子表达了ipa1，并获得了他们命名的HIP水稻。

“在没有病原体感染的情况下，HIP水稻稍微增加了ipa1的表达，类似于ipa1-1D和ipa1-2D，因此HIP水稻表现出分蘖少、穗大、茎粗等表型，并最终增加了产量。当白叶枯病感染时，ipa1被强烈诱导和表达，这大大增强了抗病性。更重要的是，当感染白叶枯病时，HIP水稻也表现出高产杨对说道。