中新社武漢6月15日電 (馬芙蓉 楊芳)武漢大學(xué)雜交水稻全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室何光存課題組于北京時(shí)間14日晚在國(guó)際期刊Nature(《自然》)發(fā)文，首次鑒定出一個(gè)被植物抗蟲(chóng)蛋白識(shí)別的褐飛虱唾液蛋白BISP，并揭示水稻抗褐飛虱分子機(jī)制，對(duì)培育高產(chǎn)、抗蟲(chóng)水稻品種具有重要意義。
褐飛虱是一種遷飛性害蟲(chóng)，每年對(duì)中國(guó)、菲律賓、越南、泰國(guó)、印度尼西亞等水稻主產(chǎn)國(guó)產(chǎn)生危害，是亞洲水稻生產(chǎn)中的頭號(hào)害蟲(chóng)。
“選育和種植抗蟲(chóng)品種是褐飛虱防治的關(guān)鍵。”何光存介紹，各國(guó)科學(xué)家根據(jù)抗性基因?qū)Σ煌镄秃诛w虱的抗性反應(yīng)，已克隆17個(gè)抗褐飛虱基因，據(jù)此培育出多個(gè)抗褐飛虱水稻品種，但是如何抗蟲(chóng)的分子機(jī)理一直不明。
何光存課題組前期從野生稻雜交后代中克隆了抗褐飛虱基因Bph14。此次研究中，他和團(tuán)隊(duì)以含有Bph14基因的抗蟲(chóng)水稻為對(duì)象，揭示了褐飛虱取食與水稻反取食的分子機(jī)制。
研究發(fā)現(xiàn)，褐飛虱唾液中含有一種BISP蛋白，該蛋白是將普通水稻變脆弱、易于被取食的“元兇”。而在含有Bph14基因的抗蟲(chóng)水稻中，當(dāng)BISP進(jìn)入細(xì)胞后，會(huì)立即與Bph14蛋白發(fā)生特異性結(jié)合而被識(shí)別，激發(fā)強(qiáng)烈抗蟲(chóng)反應(yīng)，使褐飛虱取食下降、生長(zhǎng)受阻、死亡率上升，從而阻止侵害。
如何保證水稻抗蟲(chóng)性與生長(zhǎng)發(fā)育間的平衡？課題組進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Bph14還能促進(jìn)BISP與選擇性自噬受體OsNBR1互相作用，通過(guò)自噬降解方式，快速清除水稻細(xì)胞內(nèi)存留的BISP，終止抗性反應(yīng)，使細(xì)胞盡快恢復(fù)生長(zhǎng)。研究結(jié)果顯示，Bph14細(xì)胞內(nèi)的BISP水平在6小時(shí)內(nèi)顯著降低，36小時(shí)后被完全降解，抗蟲(chóng)反應(yīng)隨之減弱直至終止。
何光存介紹，上述研究表明，Bph14在識(shí)別BISP激發(fā)抗蟲(chóng)反應(yīng)、調(diào)控自噬清除BISP的過(guò)程中具有至關(guān)重要的作用，為培育高產(chǎn)抗蟲(chóng)品種水稻奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，該研究也為開(kāi)展植物抗蟲(chóng)提供了思路。(完)