武漢大學研究團隊揭示植物抗蟲分子機制 讓水稻抗蟲又穩產
(資料圖片)
新華社武漢6月16日電（記者李偉、熊翔鶴）記者從武漢大學獲悉，何光存教授課題組首次鑒定了一個被植物免疫受體識別的褐飛虱唾液蛋白，揭示了水稻抗褐飛虱分子機制，對于培育高產、抗蟲水稻品種具有重要意義。該成果日前在國際學術期刊《自然》上在線發表。
褐飛虱是水稻生產中發生面積最大、造成損失最重的害蟲之一，嚴重危害我國及世界水稻生產。“長期大量使用農藥會導致褐飛虱產生抗藥性。培育抗蟲品種是最經濟、有效、環境友好的防治害蟲的手段，但植物抗蟲的分子機理卻一直不明。”何光存說。
課題組前期克隆了抗褐飛虱基因Bph14。本次研究以含有該基因的抗蟲水稻為對象，第一次揭開了害蟲取食與植物反取食的分子機制。
研究發現，褐飛虱分泌的唾液中含有一種BISP蛋白，會抑制水稻的基礎防御反應，使普通感蟲植株更易于褐飛虱取食。而在含有Bph14基因的抗蟲水稻中，BISP進入細胞后會立即與BPH14蛋白發生特異性結合而被識別，激發強烈的抗蟲反應，阻止褐飛虱的侵害。但強抗性的持續激活會影響水稻的生長發育，導致產量下降。
“因此需要精細調控才能維持水稻抗蟲性與生長發育之間的平衡。”何光存說，團隊進一步研究發現，BPH14能通過選擇性自噬受體OsNBR1自噬降解BISP，有效控制水稻細胞中的BISP及抗性水平，使細胞盡快恢復生長。
Bph14是目前育種應用最廣的抗褐飛虱基因，BISP-BPH14-OsNBR1三蛋白互作調控植物抗蟲反應分子機制的發現是植物抗蟲領域的重大進展。
多位國內同行專家表示，這一新機制的闡明，對水稻抗蟲高產育種具有重要意義，提出了在不降低產量的前提下實現抗蟲育種的新策略。
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