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棉花黃萎病是棉花上的一大病害,常常導(dǎo)致病株葉片變黃干枯,落蕾落鈴多,果枝減少,鈴重減輕,減產(chǎn)20%-30%,給農(nóng)戶(hù)們?cè)斐闪藰O大的損失。
大麗輪枝菌是一種土傳性真菌病害,宿主十分廣泛,危害棉花、番茄、萵筍、辣椒等主要經(jīng)濟(jì)作物,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。由大麗輪枝菌引起的棉花黃萎病,是棉花生產(chǎn)中最主要的威脅之一,被稱(chēng)為棉花的“癌癥”。
GhTIRP1調(diào)控GhRVD1的自關(guān)聯(lián)、自激活及黃萎病抗性的模式圖
近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花分子遺傳改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了棉花種質(zhì)資源優(yōu)異抗病基因鑒定與作用機(jī)制研究,發(fā)現(xiàn)并解析了抗黃萎病的關(guān)鍵基因GhRVD1及其抗黃萎病的遺傳基礎(chǔ),為利用生物育種手段改良棉花抗病性提供了重要靶點(diǎn),為防控棉花黃萎病提供了新思路。相關(guān)研究成果發(fā)表在《基因組生物學(xué)(Genome Biology)》上。
該研究在陸地棉中鑒定到一段來(lái)自亞洲棉的漸滲片段與黃萎病抗性顯著相關(guān),發(fā)現(xiàn)該片段內(nèi)的GhRVD1基因是抗黃萎病的關(guān)鍵基因,且該基因在陸地棉中少數(shù)核苷酸位點(diǎn)的突變削弱了其介導(dǎo)的黃萎病抗性。GhRVD1基因通過(guò)形成反向平行的二聚體,介導(dǎo)下游基因快速免疫應(yīng)答。
此外,研究還發(fā)現(xiàn)GhTIRP1蛋白是GhRVD1基因的互作蛋白,是植物體內(nèi)平衡營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和免疫應(yīng)答的一個(gè)重要開(kāi)關(guān),在正常生長(zhǎng)條件下,其與GhRVD1基因競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合,抑制二聚體的形成,進(jìn)而阻斷其介導(dǎo)的免疫反應(yīng),保持棉花正常生長(zhǎng);而在大麗輪枝菌入侵條件下,其通過(guò)下調(diào)表達(dá)解除對(duì)GhRVD1基因占位,促進(jìn)二聚體的形成,進(jìn)而激活下游免疫反應(yīng),抵御病原菌入侵。
該研究獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、河南省杰出青年基金等項(xiàng)目的支持。(宋雅娟)