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 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 探访京津中关村科技城新貌

  • 江苏泰州:溱湖冬捕年味浓

独家策划

推荐阅读
X光片显示的一名33岁患者的新肺(左)和旧肺。在这项研究中,Bharat表示,他的团队设计的这套人工肺系统,能够保持血液平稳且持续地流向心脏,从而降低了因血栓引发心脏病的风险。
2026-02-02 09:52
孙纯告诉《中国科学报》,时间规划的“艺术”在于,如何平衡优先和重大项目、自由观测申请项目以及可能突然出现的机遇型项目,让所有科研用户都能满意。再过十余天,孙纯的家人就会到基地与她团聚,而雷政今年终于可以回到遵义老家,与亲友相聚。
2026-02-02 09:51
通过研究月壤,我们可以进行优化模拟,从而更好服务后续探月任务。
2026-02-02 09:50
作者:王黎萤(浙江工业大学中国中小企业研究院副院长)万劲波(中国科学院科技战略咨询研究院研究员)  标准是重要基础性制度,对构建现代化产业体系、建设全国统一大市场等具有重要作用。
2026-02-02 09:37
1日,“砼真砼知”混凝土材料科学大模型在江苏南京首发。中国工程院院士、东南大学首席教授刘加平介绍:“该模型推动混凝土材料研发迈入数据驱动的‘第四范式’,为工程材料领域破解数据、算法、模型关键难题提供了标杆方案,将加速建材产业低碳转型与高质量发展。
2026-02-02 09:36
在分子世界中,有一种化学键如同生命的“缝合线”——它将氨基酸串成蛋白质,把药物分子编织成救命良方,这就是酰胺键。利用这项变革性的生物催化方法,已成功实现了多款明星药物分子的高效、绿色生物生产。
2026-02-02 09:35
为揭示东亚古人类的技术智慧与演化脉络提供了关键证据。
2026-01-30 09:37
中国气象局29日发布《2025年中国风能太阳能资源年景公报》。公报显示:2025年,全国风能资源为正常年景,全国太阳能资源总体为偏小年景。
2026-01-30 03:30
想象一下手电筒的光:柔和而四散,照亮着前方。激光,就像一束训练有素的光——所有光粒子步调一致,朝着同一个方向前进,能量高度集中。这种特性让激光能完成普通光做不到的“精细活”,从超市扫码器到医院手术刀,从光纤通信到舞台灯光秀,背后都有它的身影。
2026-01-30 03:30
激光技术被誉为20世纪“四大科技发明”之一。聚焦真空紫外非线性光学晶体材料领域基础研究和关键核心技术,中国科学院新疆理化技术研究所(以下简称“新疆理化所”)潘世烈团队成功研制出氟化硼酸铵(ABF)晶体,首次实现直接倍频真空紫外激光158.9纳米输出,创造了该领域世界最短输出波长纪录。相关成果于29日在国际学术期刊《自然》发表。
2026-01-30 03:30
开慧镇党委书记杨骏介绍,依托科技小院,全镇形成科技养殖示范点5处、示范户24户,带动村民增收1800余万元,并发展起梅花鹿、鹌鹑等特色养殖产业。在博乐市区西南方向四五公里处的荒漠化草原上,科技小院还开辟了200多亩的试验场,将这里作为科研攻关的第一线。
2026-01-30 09:17
科研人员将种子放入冷库储存。例如,千年种子库与中国西南野生生物种质资源库就通过人员交流、技术培训、资源备份、联合研究等,共同推进生物多样性保护。
2026-01-30 09:16
寒冬时节,云南省元江哈尼族彝族傣族自治县龙潭社区番荔枝种植基地里却热火朝天,一颗颗“冬日限定”的番荔枝被采摘、装箱,销往全国各地。
2026-01-30 09:14
“相对拥有百年历史的《科学》,《工程》才走过第一个十年。未来十年,我们要争取与世界顶级刊群比肩。”周济表示,这条路需要时间,以及学术评价观念、出版生态与国际化运营能力的协同推进。
2026-01-29 02:45
工业和信息化部28日公布,2025年,我国通信业实现平稳增长,产业结构持续优化,用户规模实现量质双升,5G、千兆等新型信息基础设施建设加快部署。
2026-01-29 02:55
中国科学院物理研究所近日发布《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》(以下简称“报告”),这是国际上首份针对高温超导带材发展的系统性战略报告。
2026-01-29 02:55
2025年,山东省实现地区生产总值10.3万亿元,比上年增长5.5%。亮眼的成绩单,离不开创新动能持续发力。齐鲁大地上,科技创新和产业创新融合发展成果正在厚积薄发,新质生产力加速崛起,转型动能持续增强,高水平创新型省份建设的目标正在逐步实现,向着“十五五”征程稳步进发。
2026-01-29 02:45
近期,多家外国科技公司宣布计划将人工智能及数据中心送往太空,引发了科技界的热烈讨论。这一看似在科幻电影中才会发生的场景,已逐步从设想转变为现实。
2026-01-29 02:55
手机厂商将投入更多精力,通过形态变革、差异化外观设计、联名合作等,更好地满足用户的情绪价值需求,激发消费者购买欲望。
2026-01-29 09:02
截至2025年底,全国累计发电装机容量38.9亿千瓦,同比增长16.1%。2025年,风电光伏累计装机历史性超过火电,截至12月底已超出约3亿千瓦。
2026-01-29 09:01
加载更多