点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:我科研团队发现能抵御寄生植物的关键基因
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

我科研团队发现能抵御寄生植物的关键基因

来源:光明网-《光明日报》2025-02-14 10:04

  【瞧!我们的前沿科技】

  光明日报北京2月13日电(记者齐芳)独脚金是寄生在高粱上的一种植物,能导致高粱减产甚至死亡。近日,我国科学家首次从高粱中发现两个独脚金内酯外排转运蛋白SbSLT1和SbSLT2,敲除这两个基因后,高粱对独脚金的抗性显著提高。

  这一研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所科研团队与中国农业大学、先正达集团中国以及崖州湾国家实验室等多家单位合作完成,发表在2月12日出版的国际学术期刊《细胞》上。这一发现为培育抗独脚金寄生的高粱品种提供了重要的理论依据和基因资源。研究团队进一步通过人工智能预测和分子及细胞生物学等方法,发现作物该类外排转运蛋白的保守关键氨基酸位点及其广泛的抗寄生应用前景。

  中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、玉米等作物种质创新及分子育种全国重点实验室主任谢旗介绍,寄生植物对农业生产和生态系统有着重要的影响,尤其是独脚金属和列当属的寄生植物对农作物会造成严重危害——独脚金属主要寄生高粱、玉米、谷子等单子叶作物,是世界七大农作物危害之一;列当属主要影响重要的蔬菜作物(如番茄、马铃薯)和油料作物(如向日葵)等。这些寄生植物每年在全球造成的经济损失高达100到120亿美元。

  独脚金的寄生过程极为隐蔽且难以防治。其种子在土壤中可以休眠超过20年,一旦感知到寄主植物释放的独脚金内酯,便会迅速萌发并侵入寄主植物的根部,建立寄生关系。传统的防治方法,如化学药剂、轮作和土壤改良等,效果有限且成本高昂,因此,培育抗独脚金寄生的作物品种成为解决这一问题的关键。

  研究人员原创性地解析缺磷条件下独脚金易萌发寄生的生理过程,发现缺磷促进高粱独脚金内酯(SLs)外排的现象,基于原创的基因挖掘技术,结合大数据分析和相关分子及细胞生物学技术,首次鉴定出高粱中两个关键的SL外排转运蛋白——SbSLT1和SbSLT2。研究团队进一步揭示了SbSLT1和SbSLT2基因的作用机制。敲除这两个基因后,SLs的外排受到抑制,导致独脚金无法正常萌发,并寄生高粱,从而显著提高高粱的抗寄生能力。田间实验表明,敲除这两个基因的高粱品种,寄生率降低67%到94%,高粱的产量损失减少49%到52%。

  研究团队进一步通过人工智能模拟预测SbSLT1和SbSLT2上形成SL转运通道的关键氨基酸——苯丙氨酸位点,发现该位点在所有重要作物转运通道同源蛋白中都存在,玉米ZmSLT1和ZmSLT2的SL外排功能已被证实,这为重要作物抗寄生提供了具有广泛应用前景的解决方案。

  “我们将进一步验证相关基因在其他重要作物中的作用,并推动抗独脚金寄生作物的产业化,为保障粮食安全作出贡献。”谢旗认为,这一发现和功能解析为作物抗独脚金寄生育种提供了新的思路和工具,具有重要的理论和应用价值。

  《光明日报》(2025年02月14日 09版)

[ 责编:李欣哲 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 亚洲金融科技博览会在香港举行 探讨合作新机遇

  • 国庆期间海南离岛免税市场销售火热

独家策划

推荐阅读
记者邓晖从清华大学获悉,该校物理系丁世谦团队近日利用自主研制的148纳米连续波真空紫外激光,以及与合作团队共同研制的掺钍-229氟化钙晶体,实现钍-229核跃迁吸收光谱测量,并将激光频率稳定锁定至核跃迁,实现核光钟运行。
2026-10-09 10:02
获嘉县艳阳天农业服务专业合作社理事长徐方子站在试验田的地头,轻点手机屏幕,电动阀应声开启,水肥顺着滴灌管线精准送达每一株玉米根部。从“会种地”到“慧种地”,从中原粮仓到国人餐桌,河南把创新嵌进农业家底里,让老把式用上新技术,让泥土地长出新生意。
2026-10-09 10:03
国家卫生健康委、国家发展改革委近日印发《医疗康复护理扩容提升工程实施方案》。根据方案,“十五五”期间,原则上支持每个省份建设至少1个康复或护理临床重点专科,省级、设区的市级临床重点专科建设向康复、护理专业倾斜。
2026-10-09 10:05
题:新就业形态劳动者权益保障新规回应哪些关切 随着依托互联网平台就业的新就业形态劳动者数量持续增长,新就业形态劳动者权益保障办法将着力保障该群体合法权益,推动新就业形态健康发展。
2026-10-09 10:07
作为区域性的综合农业服务枢纽,现代农事综合服务中心可以统筹农技、农资、农机、加工、物流、销售等服务能力。“十五五”期间,数字乡村、智慧农业既要持续加强技术研发,也要更加重视通过完善的服务体系把数字化、智能化能力送到田间地头。
2026-10-09 10:11
9月24日,江苏苏州太仓市沙溪镇虹桥村连片稻田里,晚稻正值灌浆关键期,预计10月下旬即可开镰秋收。自此,太仓全市366台粮食烘干设备实现清洁热源100%全覆盖,秋粮归仓的“最后一公里”即将全程用上绿能。
2026-10-09 10:14
你知道吗,复杂的电路系统也可以“纺”进柔软的纤维里,编织机器人电子皮肤成为可能。
2026-10-08 09:26
全球河流每年向海洋输送多少微塑料?答案是约26万吨。河流是陆源微塑料进入海洋的重要通道之一,但全球河流一年到底输送了多少微塑料,这些污染又集中在什么时候入海,一直缺少可靠估算。
2026-10-08 09:18
水稻的生长发育涉及不同类型细胞的协同作用。
2026-10-08 09:17
一粒黄豆,如何酿成一瓶“智慧”酱油?一把原丝,怎样织就全球棉纺织行业首座“灯塔工厂”?一颗玉米,又如何扛起粮食安全的分量?
2026-10-08 09:16
在分子的镜像世界里,生命体系的某些关键分子,为何偏爱其中一种模样?
2026-10-08 08:30
根据国家气候中心监测,9月以来赤道中东太平洋海温持续增暖,为有监测记录以来候和旬尺度海温指数首次突破3摄氏度,海温指数峰值预计出现在11月前后,形成一次有监测记录以来最强的超强厄尔尼诺事件。
2026-09-30 09:45
这里,冬季寒冷漫长,寒凉气候、偏少降水、无霜期短的自然条件,难以形成规模化的城市聚落。对于传统农牧业,年均气温低、无霜期短意味着作物生长期受限;而对数据中心来说,这也是天然冷源。
2026-09-30 09:44
9月29日,中国科学院在京召开新闻发布会,正式发布“科学前沿极限突破计划”及其首批项目,向“极宏观、极微观、极端条件和极综合交叉”方向发起冲击。
2026-09-30 09:38
中国科普研究所经过深入调查研究,形成《全国科普事业发展报告(2026)》,全面展示我国科普事业持续发展壮大所取得的成就。
2026-09-30 09:32
现代科技发展史反复印证着一个道理:许多新技术的突破,归根结底都依赖材料的新发展。
2026-09-30 09:33
世界知识产权组织29日公布的2026年《全球创新指数》中,香港在全球139个经济体中排名再升一位至第14位,并在亚洲保持第五位。
2026-09-30 09:30
科学家绘制出了人体前额叶皮层脑区的已知最大规模基因表达图谱。这些研究进一步阐释了前额叶皮层脑区在生命不同阶段的发育情况,有望用于研究衰老、认知衰退和疾病易感性。在第二篇发表于《自然》论文中,西奈山伊坎医学院的Donghoon Lee和同事报道了一个与脑疾病相关的基因表达变化图谱。
2026-09-29 09:39
纤维的材料层次、器件结构和电路互连随成形过程共同建立起来,让纤维本身成为电路。另一组实验中,研究团队利用纤维组成的柔性交互界面及配套系统,实现了手指对机械臂和无人机的非接触控制。
2026-09-29 09:39
(记者王政)工业和信息化部等7部门28日联合印发《新型电池产业发展“十五五”规划》,提出到2030年,我国新体系电池研发取得重大进展,全固态电池初步实现规模化应用。
2026-09-29 09:40
加载更多