您当前的位置:首页 >> 科技中心 >> 科技进展 >> 种植业 >> 正文
首次发现玉米粗缩病抗病基因
日期:2020-02-11 作者:未知 来源:植物 点击:
     粗缩病是一种世界性的玉米病毒病,由斐济病毒属 (Fijivirus) 多个成员引起,通过灰飞虱携带传播,一旦发病无法防治,因而也被称为玉米的“癌症”。我国玉米粗缩病主要由水稻黑条矮缩病毒(Rice black-steaked virus, RBSDV)引起,在黄淮海玉米产区流行,发病严重时造成绝收。除玉米外,斐济病毒还会引起水稻、甘蔗、燕麦等多种作物病害,是一类主要的作物病毒。虽然各国科学家都在努力寻找自然界的抗斐济病毒属基因,然而,迄今为止尚未有成功的报道,抗病的分子机制更不清楚。
    2020 年 1 月 24 日,中国农业大学徐明良教授课题组在 Nature Communications 发表了题为 A helitron-induced RabGDIα variant causes quantitative recessive resistance to maize rough dwarf disease 的研究论文,首次报道了玉米粗缩病的隐性数量抗病基因,并对抗病的分子机制进行了详细的剖析。
    研究人员通过图位克隆的方法鉴定到一个编码囊泡运输关键的 Rab GDP 解离抑制因子(Rab GDP dissociation inhibitor alpha)基因与玉米粗缩病抗病有关。野生型的 ZmGDIα为感病等位基因;当 helitron 转座子插入到 intron 10后转变成抗病等位基因 ZmGDIα-hel。helitron 转座子的插入引起可变剪接,野生型的 exon 10 被 helitron 转座子的一段序列所取代,成为新的 exon 10,
其余编码序列不变。
    进一步研究发现,RBSDV 编码的 P7-1 蛋白是病毒的致病因子,病毒侵染玉米后,P7-1 蛋白与 ZmGDIα蛋白的 exon10 和 C 端结合,利用寄主 ZmGDIα的囊泡运输功能帮助病毒 P7-1 蛋白在胞内移动,从而有利于病毒的复制和通过胞间连丝通道在细胞间的移动,导致感病。然而,P7-1 蛋白与抗病 ZmGDIα-hel 蛋白中新的 exon 10 结合能力很弱,不利于 P7-1/ZmGDIα移动复合体的组装,从而影响病毒的复制和细胞间的移动,达到部分抗病的目的。ZmGDIα-hel 的克隆,
有利于发掘其它作物(如小麦,水稻等)类似的抗斐济属病毒的基因,从而为作物的安全生产提供必要的保障。
    该研究获得了寄主的感病因子 ZmGDIα和剪接突变抗病因子 ZmGDIα-hel,同时也揭示了玉米粗缩病隐性抗病的分子机制,是作物抗斐济病毒属基础研究的一项重要成果。
    该研究由中国农业大学徐明良教授课题组完成,刘庆彩,邓穗宁,陶永福及山东农业大学刘保申教授为论文共同第一作者,徐明良教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和农业农村部项目的资助。
注:本网站为公益性网站,若单位或个人不同意刊载本信息请与本站联系。
 
 
版权所有:北京市农林科学院农业信息与经济研究所
电 话: 010-12396(按0转人工) 地 址:北京市海淀区板井曙光花园中路9号
京ICP证090834号 京ICP备09053977号 京公网安备11010802014047