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

  • 音舞诗画《家住淮河边》在蚌埠首演

  • 初冬盛景如画

独家策划

推荐阅读
走进国家重要野生植物种质资源库辰山中心种子冷库,零下20摄氏度的寒气扑面而来,一排排整齐编号的收纳容器中,是进入“深度睡眠”状态的各类野生植物种子。
2025-11-21 09:53
小雪时节,容易发生感冒、皮肤干燥、关节疼痛及咳嗽等不适,大多因为寒燥外袭、津液失调。
2025-11-21 09:52
当前,关于精神疾病与心理治疗,公众还有哪些常见误解?带着这些问题,本报记者采访了北京安定医院多位专家。
2025-11-21 09:49
2023年11月,“天衍”量子计算云平台正式发布,截至目前,访问量已突破3700万次,覆盖海内外60多个国家和地区的用户,实验任务数超过270万个。
2025-11-21 09:47
20日,记者从南京大学获悉,该校沈树忠院士团队的侯金波博士等人记录了湖北省通山县一处距今约5.4亿年的埃迪卡拉纪化石宝库,并将其命名为“通山特异埋藏化石库”。
2025-11-21 09:38
完成第一阶段6G技术试验,形成超过300项关键技术储备,资本加速布局6G生态……尽管6G网络预计将在2030年开始部署,但我国6G产业布局正加速铺开,呈现政策护航、技术攻坚、资本活跃的特征。
2025-11-20 09:11
谷山梁3吉瓦/12.8吉瓦时储能电站项目建成后,每年预计可向电网输送36亿千瓦时的清洁能源电力。“独立新型储能电站放电时为发电企业,充电时视同电力用户,电网的峰谷电价价差形成利润空间,吸引企业投身于此。
2025-11-20 09:11
中国第一辆蒸汽机车就诞生在我的家乡唐山。我为之骄傲。为此,大学学习机械制造与设计专业的我,毕业后,就一头扎进轨道交通检测设备研发领域。
2025-11-20 04:25
常有人说,发动机是火箭的“心脏”。而我从事的工作是,液体火箭发动机推力燃烧系统高精密产品的生产加工,所以大家都叫我“火箭心脏钻刻师”。
2025-11-20 04:25
四川全口径外送电量已超1.9万亿千瓦时。这一规模相当于江苏、浙江、安徽三省全年用电量之和,标志着四川落实“西电东送”能源战略取得丰硕成果,
2025-11-20 04:25
大国重器又传好消息!江门中微子实验(JUNO)装置建成运行仅两个月,就取得首个物理成果——测量太阳中微子振荡参数,结果比此前实验的最好精度提升了1.5~1.8倍。
2025-11-20 04:35
为促进卫星导航定位产业有序发展,维护国家地理信息安全,我国将对卫星导航定位基准站实行统一规划、统一标准、统一监管。针对目前基准站重复建设、存在数据安全隐患等主要问题,办法规定自然资源部会同有关部门制定全国基准站建设布局规划。
2025-11-19 09:52
18日,我国首个配置冷却塔的“华龙一号”核电机组——中广核山东招远核电项目1号机组顺利完成核岛第一罐混凝土浇筑,标志着该项目一期工程建设全面启动。
2025-11-19 09:51
2020年至2024年间,全球光热发电装机年复合增长率为4.24%,我国同期增长率达11.7%,显著高于全球水平;技术装备国产化率突破95%,释放出产业加速发展的强劲信号。
2025-11-19 05:35
科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,科普与科技创新“同等重要”。
2025-11-19 05:55
日前,由清华大学产业发展与环境治理研究中心和自然科研智讯联合编制的《国际科技创新中心指数2025》报告正式发布。
2025-11-19 05:55
新疆的孩子们在“流动科学课”上被磁悬浮演示、机器人互动、矿物标本展示等吸引了目光;甘肃张掖的科技工作者为大伙儿演示经典科普实验“火焰掌”;上海的科学家们踏上科技节的红地毯赢得公众的掌声……这些生动场景共同勾勒出“十四五”期间我国科普事业的发展印记。
2025-11-19 05:55
如今,在学习中遇到问题可以问人工智能,写作业也可以用人工智能辅助查询信息。正如这名同学所言,生成式人工智能正改变传统的以知识积累和传递为中心的教学模式。
2025-11-18 10:28
11月17日,在水利部举行的“贯彻落实党的二十届四中全会精神 推动节水产业高质量发展”新闻发布会上,水利部副部长陈敏介绍,目前,我国节水产业呈现出蓬勃发展的良好势头,
2025-11-18 04:20
新疆维吾尔自治区科技创新大会17日在乌鲁木齐举行。会上,干旱区生态安全与可持续发展全国重点实验室、丝路水实验室、昆仑智能装备实验室、
2025-11-18 04:20
加载更多