華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國家重點實驗室王石平教授課題組的研究表明,，白葉枯病菌會利用水稻生長繁殖必不可少的顯性Xa13基因，減少銅在水稻導(dǎo)管中的分布而侵害水稻,。
該研究不僅揭示了病原細菌利用宿主基因征服宿主的一種新機理,，同時也揭示了可能涉及水稻與病原共進化一個典型例子。相關(guān)研究論文日前在國際植物生物學(xué)研究領(lǐng)域的頂級雜志《植物細胞》上以重點推薦形式在線發(fā)表,，同時配發(fā)了介紹文章,。
研究發(fā)現(xiàn)，有的白葉枯病菌對銅非常敏感,，提高培養(yǎng)基中銅的含量可抑制這類白葉枯病菌的生長繁殖,。水稻從根部吸收銅，通過導(dǎo)管將銅運輸?shù)街仓甑母鱾€部位,，而白葉枯病菌正是通過導(dǎo)管在水稻體內(nèi)蔓延引起病害,。增加導(dǎo)管內(nèi)銅的含量，會抑制白葉枯病菌的生長繁殖,。進一步研究表明,，“狡猾”的白葉枯病菌會利用激活水稻自身不可或缺的Xa13基因——該基因?qū)λ净ǚ郯l(fā)育必不可少，來消除導(dǎo)管中銅的抑制影響,。白葉枯病菌通過激活Xa13基因的表達,，調(diào)控銅在水稻體內(nèi)的重新分布侵害水稻,。Xa13蛋白和另外兩個蛋白質(zhì)COPT1和COPT5在細胞膜上共同作用,，將細胞外的銅運輸進細胞內(nèi)，從而減少導(dǎo)管中的銅,，使白葉枯病菌能夠在導(dǎo)管中繁殖并蔓延,，造成水稻病害。
了解病原菌如何侵害植物的機理，將有助于有效控制農(nóng)作物病害,。據(jù)王石平介紹,，由白葉枯病菌引起的白葉枯病是水稻的重要病害之一，曾令全球水稻減產(chǎn)70%,。了解白葉枯病菌侵害水稻的這一機制,，將有助于設(shè)計有效途徑培育抗病水稻品種。（生物谷Bioon.com）
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科學(xué)家有望培育出能抑制鎘蓄積的水稻
日本岡山大學(xué)的研究人員日前在美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上報告說,，他們發(fā)現(xiàn)一種能抑制重金屬鎘在稻米中蓄積的水稻基因,，該基因能把從土壤中吸收的鎘封閉在水稻根部細胞內(nèi)。這一發(fā)現(xiàn)為培育難以蓄積鎘的水稻品種開辟了道路,。
鎘在電鍍和電池生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,，但如果鎘在人體內(nèi)大量蓄積，會造成骨骼中的鈣大量流失,，引發(fā)骨質(zhì)疏松,、骨骼萎縮和關(guān)節(jié)疼痛。目前,，人體內(nèi)積蓄的鎘很難安全排出,，因此防止“鎘從口入”十分重要。
岡山大學(xué)資源生物科學(xué)研究所的科研人員分析了世界各地的約１４０個水稻品種,，根據(jù)它們蓄積鎘的難易程度將其分為兩類,。通過比較這些水稻的基因，研究者發(fā)現(xiàn)ＯｓＨＭＡ３基因指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)對于防止鎘在稻米中蓄積發(fā)揮了關(guān)鍵作用,。
在難以蓄積鎘的水稻細胞內(nèi),，ＯｓＨＭＡ３基因合成的蛋白質(zhì)，主要在根部細胞內(nèi)負(fù)責(zé)儲存代謝廢物的“液泡”中發(fā)揮作用,。這樣,，水稻根部吸收的鎘會轉(zhuǎn)移到液泡中被隔離起來。而在容易蓄積鎘的品種中,，ＯｓＨＭＡ３基因及其合成的蛋白質(zhì)卻不具備上述功能,，從而導(dǎo)致根部吸收的鎘最終在稻米中蓄積。
研究小組認(rèn)為,，如果提高ＯｓＨＭＡ３基因的性能,，就有可能在鎘含量很高的水田中種植水稻。如果將這種基因應(yīng)用于水稻品種改良,，也有望開發(fā)出難以蓄積鎘的水稻新品種,。（新華網(wǎng)）
