武汉大学生命科学学院何光存教授实验室联合国内多家研究机构,经过长达14年的持续攻关,近日在水稻抗褐飞虱基因克隆及其抗虫分子机制研究方面取得突破性进展,成功分离出水稻抗褐飞虱基因Bph14。相关研究成果发表在最新一期美国《国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)上。该论文的第一作者为博士生杜波和张维林。这是国际上首次利用图位克隆法(map-based cloning)分离得到的水稻抗虫基因。
水稻抗褐飞虱基因Bph14的发现揭示了水稻抗虫的分子机制。该基因如同植物的“哨兵”,在褐飞虱侵害水稻时,能够感知虫害信号并将其传递至细胞核,激活下游抗虫基因表达,启动一系列防御反应。这些反应抑制害虫的取食和消化功能,影响其生长发育,最终导致害虫死亡率显著提高,从而有效保护水稻免受褐飞虱危害。
此次Bph14基因的成功克隆不仅填补了水稻抗虫基因分子层面的空白,也为水稻抗稻飞虱育种提供了关键的遗传资源和理论依据。未来,基于该基因的抗虫育种将推动环境友好型和资源节约型农业的发展,减少农药使用,降低粮食损失,促进农业可持续发展。
稻飞虱是全球水稻生产中的主要害虫之一,尤其在我国,稻飞虱的发生面积已达数亿亩。自20世纪60年代以来,科学家们从水稻农家品种及野生稻中鉴定出20多个抗褐飞虱基因位点,但长期未能克隆出具体基因,水稻抗虫性的分子机制一直未被阐明。此次研究的成功标志着水稻抗虫基因研究进入了新的阶段。
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