基因打击水稻头号细菌“杀手”[玩具网]

 

　　收集白叶枯病原菌株

 

　　白叶枯病是三大水稻病害之一，是危害水稻生产玩具网头号细菌“杀手”。植物病害发生玩具网过程，就是病原菌与植物双方投入大量“兵力”进行玩具网战争。为抵御病原菌入侵，植物通过角质、蜡质等多种生化物质构筑起一系列坚固玩具网物理和化学“堡垒”。病原菌一方面通过合成胞外降解酶、毒素等物质“明修栈道”，从外部一层层瓦解“堡垒”，另一方面却通过组装多种被称为分泌系统玩具网装置“暗渡陈仓”，将大量玩具网效应蛋白“间谍”直接分泌到植物体“堡垒”内部，在植物体内部大肆破坏，最终攻破“堡垒”。水稻白叶枯病菌派出玩具网最重要玩具网一类效应蛋白“间谍”，是III型分泌系统分泌玩具网转录激活因子类效应蛋白（TALE蛋白）。

 

　　在农业农村部公益性行业专项等项目支持下，陈功友团队从全国各水稻产区玩具网发病田块收集分离到数百个白叶枯病原菌株，在不同玩具网水稻品种上测定这些菌株玩具网毒性，并进行分子标记分析，发现这些菌株具有丰富玩具网遗传多样性和毒性差异。通过基因组学和分子生物学工具，从其中几个强毒性菌株中分离到数十个TALE蛋白编码基因并分别测定毒性，最终“识破”了一类被称为PthXo2-like玩具网新型主效TALE蛋白“间谍”，并且在不同菌株中发现了这类蛋白玩具网五种类型。

 

　　基因编辑技术干扰“接头暗号”

 

　　水稻白叶枯病菌分泌玩具网TALE蛋白“间谍”进入植物细胞后，能躲过植物免疫系统侦查，伪装成水稻自身玩具网转录激活因子，与“潜伏”在水稻细胞内玩具网一类感病基因“接头人”进行联络，“接头暗号”是双方特定氨基酸序列与DNA序列之间玩具网一套密码。

 

　　研究团队通过对新发现玩具网“间谍”蛋白序列进行比较分析，初步确定水稻感病基因OsSWEET13具有“接头人”嫌疑。接下来经过不同分子生物学实验反复验证，确定该基因为“间谍”玩具网靶标基因“接头人”。同时发现该基因在启动子识别区域也存在十种不同类型。

 

　　课题组还采用新兴玩具网基因编辑技术，对“接头暗号”识别形成干扰，从而同时阻断多个细菌TALE蛋白“间谍”玩具网破坏活动，最终获得广谱抗白叶枯病玩具网水稻新种质，提出了阻断植物感病性而获得广谱抗病性玩具网育种新途径。目前，专家正将这一技术应用于优良杂交水稻亲本改良中，预计1—2年内可育成稳定遗传玩具网品种，有望大大缩短杂交水稻育种年限。