記者1日從南京農業大學獲悉，該校農學院楊東雷教授實驗室利用高產基因IPA1提高了水稻對白葉枯病的抗性，培育出既高產又具高抗病性的水稻新品系。研究成果日前刊登在國際知名學術期刊《自然·植物》上。

農作物的抗病過程是一個耗能過程，因此高抗的作物往往產量不高;而高產的品種也常常面臨感病問題。“抗病與高產常常是一對矛盾，恰似魚與熊掌不可兼得，同時達到高產高抗一直是作物育種的一大挑戰。在高產基因中尋找抗病基因資源是一個新穎的思路。”楊東雷介紹，為解決這個問題，科研團隊一直嘗試在高產基因中尋找抗病基因。

2010年，中國科學院院士李家洋在國際上首先發現水稻理想株型基因IPA1，作為水稻miRNA156的靶基因，IPA1能夠參與調控水稻多個生長發育過程，適度上調IPA1的基因表達可以減少水稻的無效分蘗，增加穗的分支，增強秸稈強度，從而提高單位面積的產量。

在此項研究中，楊東雷教授團隊發現，當白葉枯病菌侵染作物時，miR156與IPA1等靶基因的表達水平會發生改變。因此，團隊通過下調miR156的兩個靶基因IPA1和OsSPL7，大幅增強了水稻對白葉枯病的抗性。但這些水稻仍然會出現分蘗減少、穗子變小、育性降低等現象，并最終造成水稻產量大幅下降。

為了獲得高抗與高產兼具的水稻品種，研究人員給水稻安裝了一種“報警器”，一旦有白葉枯病菌入侵，IPA1就會增加表達，經過測試，研究團隊將最終培育出的水稻命名為HIP。

后續研究顯示，當沒有病原菌侵染時，HIP水稻植株的IPA1表達量會微量上調，表現出少蘗、大穗、莖粗等性狀，產量得到了提高;當白葉枯病菌侵染時，IPA1就會大量表達，為植株補充“抗體”，增強植株的抗病性。

“更重要的是，我們發現，在白葉枯病侵染時，HIP水稻仍然能夠保持高產。”楊東雷說，該研究發現了miRNA156與IPA1這一對控制水稻生長與抗病的因子，闡明了IPA1抗病的分子機制，研究團隊也據此培育出高抗高產的水稻新品系。(記者鄭晉鳴)

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