水稻“防癌”新招

段艷芳

編者按：同學(xué)們?cè)谌私贪姘四昙?jí)下冊(cè)的生物課本上學(xué)習(xí)過(guò)生物的遺傳和變異，知道DNA分子是由盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)的兩條脫氧核苷酸鏈組成，兩條長(zhǎng)鏈上對(duì)應(yīng)堿基的互補(bǔ)關(guān)系為A-T、C-G。那么，如果有一個(gè)小小的堿基發(fā)生了天然變異，比如從腺嘌呤（A）變成了鳥(niǎo)嘌呤（G），你知道會(huì)對(duì)生物產(chǎn)生多大的影響嗎？快來(lái)看看科學(xué)家們?cè)谒旧系淖钚掳l(fā)現(xiàn)吧！

水稻，是最重要的糧食作物，養(yǎng)活了世界上將近一半的人口。然而，一種名為稻瘟病的常見(jiàn)病害，卻能引起水稻大幅度減產(chǎn)甚至顆粒無(wú)收，因而被稱(chēng)為水稻“癌癥”。最近，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了對(duì)抗水稻“癌癥”的新途徑：水稻基因上一個(gè)堿基的天然變異，顯著提高了水稻的“自身免疫力”，使其對(duì)稻瘟病產(chǎn)生廣譜持久抗性。

鎖定天然變異位點(diǎn)

稻瘟病是由致病真菌稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）侵染

所引起的。不同品系的水稻對(duì)稻瘟病的抵御能力差異很大，例如，地谷具有廣譜高抗作用，而麗江新團(tuán)黑谷（LTH）則對(duì)稻瘟病高度敏感。利用全基因組關(guān)聯(lián)分析，研究人員最終將目光鎖定在一個(gè)名為bsr-d1的基因上。令人驚奇地是，不同水稻品種抗稻瘟病能力的巨大差異，竟是由bsr-d1基因上一個(gè)堿基的天然變異所引起的—在地谷中該位置是鳥(niǎo)嘌呤（G），而在LTH中該位置則為腺嘌呤（A）。

逆轉(zhuǎn)過(guò)氧化物酶的積累是關(guān)鍵

通過(guò)大數(shù)據(jù)分析與遺傳、生化、病理等實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)手段相結(jié)合，研究人員清楚完整地揭示了這一全新的抗病調(diào)控機(jī)制。

提高了水稻的“自身免疫力”

這個(gè)水稻天然變異位點(diǎn)是水稻本身存在的、純天然的，不是外在導(dǎo)入變異，這非常罕見(jiàn)。而且，bsr-d1這一變異位點(diǎn)在提高水稻抗病性的同時(shí)，對(duì)產(chǎn)量性狀和稻米品質(zhì)沒(méi)有明顯影響，因此，它具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

稻瘟病在世界各稻區(qū)都有發(fā)生，在水稻各個(gè)生長(zhǎng)環(huán)節(jié)都可能發(fā)生，防治非常困難，一般只能靠施藥或者使用抗病基因改良的種子。如果把傳統(tǒng)的抗稻瘟病方法比作“服藥式”防治，那么新發(fā)現(xiàn)的抗病調(diào)控機(jī)制，則是通過(guò)提高水稻“自身免疫力”的方式來(lái)抗病。這將大幅度減少農(nóng)藥的使用，在生態(tài)農(nóng)業(yè)方面發(fā)揮巨大的作用。此外，這也為小麥、玉米等其他糧食作物相關(guān)新型抗病機(jī)理的研究和應(yīng)用提供了重要借鑒。endprint