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

  • 中国“雪鹰601”飞机翱翔南极

  • 中国“赫哲族伊玛堪”转入人类非遗代表作名录

独家策划

推荐阅读
新华社北京12月12日电 由中央网信办主办的2025中国正能量网络精品征集展播活动12日启动。
2025-12-12 13:08
记者11日从中国科学院微小卫星创新研究院(以下简称“卫星创新院”)获悉,轻舟货运飞船初样件已完成多项关键技术验证,进入整体测试阶段。
2025-12-12 09:55
近日,中国石油大庆古龙陆相页岩油国家级示范区年产量突破100万吨,实现页岩油规模化效益开采。
2025-12-12 09:50
2026年1月1日起,我国将禁止生产含汞体温计和含汞血压计。
2025-12-12 09:48
11日,中国科学院紫金山天文台“银河画卷”(MWISP)巡天计划(以下简称“巡天计划”)正式向全球公开首批毫米波分子谱线观测数据。
2025-12-12 09:47
截至12月9日24时,哈密—重庆±800千伏特高压直流输电工程(以下简称“疆电入渝”工程)自今年6月10日投运以来,累计外送电量已达101.2亿千瓦时。
2025-12-12 09:45
加快培育壮大数据产业,以区域协同数智化发展带动数据产业集群、数字产业集群做大做强。以兼顾标准互认、质量保障和安全可信的制度体系,护航数据产品服务流通交易、变现增值。数字经济具有数据资源依赖度高、技术知识人才密集、高融合渗透性及行业覆盖面广等特点。
2025-12-11 10:16
光明日报西宁12月10日电 记者万玛加、王雯静日前从国网青海省电力公司获悉,青海电力交易中心与北京电力交易中心、吉林电力交易中心“三网”联动,共同达成跨省跨区中长期外送电力交易,交易电量自12月8日起执行至31日止,累计交易电量1876万千瓦时。
2025-12-11 10:15
2020年12月,科技部在苏州高新区等13家国家高新区启动首批试点,探索实施“创新积分制”,对企业创新能力进行量化评价,引导金融机构精准支持科技创新。联动实施“创新积分制”和科技创新专项担保计划,累计向21家银行推荐超过17万家科技型中小企业,签订贷款合同超2900亿元……
2025-12-11 10:15
2025年12月10日12时03分,中科宇航力箭一号遥十一运载火箭在东风商业航天创新试验区发射,将9颗卫星精准送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。此次发射的卫星中,阿联酋813卫星是由上海微小卫星工程中心承研的高光谱地球观测卫星,搭载高光谱相机、全色相机及大气偏振校正仪等主载荷。
2025-12-11 10:05
12月9日,记者从中国科协获悉,中国科协生命科学学会联合体(以下简称“联合体”)发布了2025年度“中国生命科学十大进展”,6个知识创新类和4个技术创新类项目成果入选。
2025-12-11 10:02
“向精准要价值”,是一场从技术导向到需求导向的深刻转型。
2025-12-10 14:00
近十几年来,罗二仓团队聚焦采用环保工质,如氦气、氩气、氮气等绿色工质的热声斯特林技术,研发具有广阔应用前景的新一代热泵技术。
2025-12-10 09:39
中国科学院生物物理研究所徐涛院士课题组与纪伟研究员课题组研制出三维干涉定位显微镜(ROSE-3D),首次在单分子定位成像领域,实现了基于相机的纳米尺度三维各向同性分辨率。
2025-12-10 09:38
“细胞壁是质膜外具有一定硬度和弹性的细胞结构,广泛存在于植物、细菌和真菌中。随着研究逐渐深入,团队发现,在植物茎顶端干细胞区域,细胞壁的主要成分果胶呈现独特的“二元分布”模式。
2025-12-10 09:37
指令长张陆时隔两年半再度漫步太空,航天员武飞成为我国目前执行出舱任务最年轻的航天员。
2025-12-10 09:35
我国首个国家级陆相页岩油示范区——新疆吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区9日完成年度170万吨原油生产任务,这一成果标志着国家级示范工程建设任务全面完成。
2025-12-10 09:34
一些不法商家钻监管漏洞,推出所谓“智驾神器”规避车辆安全监控,不仅严重威胁道路交通安全,更触碰了法律红线,扰乱了新能源汽车产业的健康发展秩序。
2025-12-09 10:11
一项新研究揭示了这些天体表面下可能发生的活动,为了解其多样地质特征的形成机制提供了线索。相关研究成果近日发表于《自然-天文学》。
2025-12-09 10:02
实验结果显示,将化合物注射给抑郁模型小鼠后,仅1小时便可观察到显著的抗抑郁效果,且无明显副作用。
2025-12-09 10:01
加载更多