本報(bào)訊（記者崔雪芹）近日，《科學(xué)》在線發(fā)表了四川農(nóng)業(yè)大學(xué)陳學(xué)偉團(tuán)隊(duì)、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋院士團(tuán)隊(duì)及美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校Pamela Ronald團(tuán)隊(duì)合作在水稻產(chǎn)量與抗病協(xié)同調(diào)控機(jī)制研究領(lǐng)域取得的最新進(jìn)展，揭示了水稻理想株型建成的關(guān)鍵基因IPA1既能提高產(chǎn)量又能提高稻瘟病抗性的調(diào)控新機(jī)制。

高產(chǎn)抗病品種的培育是水稻等糧食作物安全生產(chǎn)的重要保障。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，發(fā)育與抗性是相互拮抗的兩個(gè)生物學(xué)過程，然而，植物體內(nèi)是如何實(shí)現(xiàn)這二者關(guān)系的協(xié)調(diào)共存呢？近年來，雖然已報(bào)道了多個(gè)基因在提高植物抗性的同時(shí)不影響產(chǎn)量，但在增加植物產(chǎn)量并提高抗性的單個(gè)基因尚未報(bào)道。

IPA1編碼植物所特有的SPL轉(zhuǎn)錄因子家族成員，是水稻理想株型建成的核心元件之一。IPA1不僅能增加水稻產(chǎn)量，還可以提高水稻對(duì)稻瘟病的抗性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其編碼蛋白IPA1的磷酸化修飾是平衡產(chǎn)量與抗性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)樞紐。IPA1受稻瘟病菌誘導(dǎo)磷酸化，該磷酸化能改變IPA1與DNA序列的結(jié)合特性，通常情況下，IPA1結(jié)合DEP1等穗發(fā)育相關(guān)基因的啟動(dòng)子，促進(jìn)其表達(dá)，負(fù)責(zé)水稻理想株型的建成，調(diào)控水稻產(chǎn)量。受稻瘟病菌誘導(dǎo)磷酸化后的IPA1更傾向于結(jié)合抗病相關(guān)基因WRKY45的啟動(dòng)子，促進(jìn)其表達(dá)，增強(qiáng)免疫反應(yīng)，提高抗病性。

相關(guān)論文信息： DOI:10.1126/science.aat7675

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2018-09-12 第1版 要聞)