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香港中文大学的生命科学学院研究团队与中国农业大学合作,首次破解水稻基因中“YchF类G蛋白”结构及功能,揭破水稻其中一项抗病害及对抗不良生长环境的能力。领导研究团队的教授林汉明表示,团队将会进一步研究G蛋白的运作机制,希望将有关发现实用化。
中大农业生物技术国家重点实验室大豆研究中心主任、生命科学学院教授林汉明表示,G蛋白是生物中常见的基因,但学术界鲜有人详细钻研。研究团队在2007年起开始研究水稻中G蛋白,及后发现G蛋白在水稻中有如一个“开关掣”,可提升水稻自身的抗病害能力,以及在高盐分土地生长的能力。
不过,一般情况下G蛋白会与两种“核苷酸”(能量及信息传递分子):ATP、GTP结合。G蛋白与ATP结合就会减低水稻的抗病害能力;与GTP结合就会减低水稻耐盐生长能力。
研究团队利用与中国农大的“X晶体学研究技术”(陈忠周教授领导),拆解了G蛋白的结构,再配合“定点突变技术”,定点测试ATP、GTP与G蛋白的化学反应,证实ATP、GTP明显影响水稻的抗病、对抗不良生长环境的能力。
随后研究团队发现,植物特有的“OsGAP1”蛋白可以改变ATP、GTP结构,令ATP、GTP没法与G蛋白结合,G蛋白就可以启动,令水稻自行提升抗病害及对抗不良生长环境的能力。
为测试发现成果,团队利用白叶枯菌进行实验。白叶枯菌可令水稻叶枯死,使稻米无法生长,导致农夫完全无收成的“绝收”。当水稻的G蛋白启动后,虽然没法阻止感染,但受感染的水稻仍可生长,可勉强保住“谷种”。另外,团队测试高盐分生长环境,G蛋白启动的水稻仍然可以生长,而没启动的水稻就没法生长。
林汉明形容,G蛋白是用来控制植物会否“发烧”。他称人类有病就会“发烧”来提升抵抗力,但人类不会时常处于发烧状态,植物亦如是。因此一般情况下,水稻会倾向关闭G蛋白。
林汉明指出,本次研究结果,未必可即时找到应用途径,但可作为“技术储备”,万一出现常用技术都无法对应的水稻疾病,届时或可藉G蛋白为引子,牵引出新领域的研究或对策。

网赌登录网址,研究揭示病原菌侵害植物新机理
水稻与病原之间,也存在着类似人类社会攻防战的故事。华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室教授王石平课题组的最新研究表明,白叶枯病菌利用水稻生长繁殖必不可少的显性Xa13基因,减少铜在水稻导管中的分布而侵害水稻;同时,水稻中产生不被白叶枯病菌激活的隐性抗病基因xa13,使水稻导管内铜含量能够抑制白叶枯病菌的生长,从而使水稻抗病。该项研究不仅揭示了病原细菌利用宿主基因征服宿主的一种新机理,同时也揭示了可能涉及水稻与病原共进化的一个典型例子。相关研究论文于9月17日在《植物细胞》杂志在线发表。该杂志将此文作为重点推荐文章,同时在线配发了介绍文章。论文第一作者为博士生袁猛,通讯作者为王石平。研究发现,有的白叶枯病菌对铜非常敏感,提高培养基中铜的含量可抑制这类白叶枯病菌的生长繁殖。水稻从根部吸收铜,通过导管将铜运输到植株的各个部位,而白叶枯病菌正是通过导管在水稻体内蔓延引起病害。增加导管内铜的含量,会抑制白叶枯病菌的生长繁殖。进一步研究表明,狡猾的白叶枯病菌会利用激活水稻自身不可或缺的Xa13基因,来消除导管中铜的抑制影响。白叶枯病菌通过激活Xa13基因的表达,调控铜在水稻体内的重新分布侵害水稻。Xa13蛋白和另外两个蛋白质COPT1和COPT5在细胞膜上共同作用,将细胞外的铜运输进细胞内,从而减少导管中的铜,使白叶枯病菌能够在导管中繁殖并蔓延,造成水稻病害。铜是植物生长发育所必需的微量元素,也是部分农药中的主要成分。含铜农药的普遍使用使得白叶枯病菌产生了某种抗性。白叶枯病菌能够分泌一种效应蛋白进入水稻细胞内,该蛋白与Xa13基因的启动子结合,激活它表达。而为了应对这类白叶枯病菌,水稻中产生了启动子突变的隐性抗病基因xa13,它的表达不被白叶枯病菌激活,使水稻的导管内铜含量能够抑制白叶枯病菌的生长,从而使得水稻抗病。了解病原菌如何侵害植物的机理,将有助于有效控制农作物病害。据王石平介绍,由白叶枯病菌引起的白叶枯病是水稻的重要病害之一,曾令全球水稻减产70%。了解白叶枯病菌侵害水稻的这一机制,将有助于设计有效途径培育抗病水稻品种。亚洲十大网赌正规网赌软件app网上正规赌博十大网站网赌网址正规赌钱的十大app,更多阅读《植物细胞》发表论文摘要

核心提示:
华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室王石平教授课题组的研究表明,白叶枯病菌会利用水稻生长繁殖必不可少的显性Xa13基因,减少铜在水稻导管中的分布而侵害水稻。

华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室王石平教授课题组的研究表明,白叶枯病菌会利用水稻生长繁殖必不可少的显性Xa13基因,减少铜在水稻导管中的分布而侵害水稻。

研究发现,有的白叶枯病菌对铜非常敏感,提高培养基中铜的含量可抑制这类白叶枯病菌的生长繁殖。水稻从根部吸收铜,通过导管将铜运输到植株的各个部位,而白叶枯病菌正是通过导管在水稻体内蔓延引起病害。增加导管内铜的含量,会抑制白叶枯病菌的生长繁殖。进一步研究表明,“狡猾”的白叶枯病菌会利用激活水稻自身不可或缺的Xa13基因——该基因对水稻花粉发育必不可少,来消除导管中铜的抑制影响。白叶枯病菌通过激活Xa13基因的表达,调控铜在水稻体内的重新分布侵害水稻。Xa13蛋白和另外两个蛋白质COPT1和COPT5在细胞膜上共同作用,将细胞外的铜运输进细胞内,从而减少导管中的铜,使白叶枯病菌能够在导管中繁殖并蔓延,造成水稻病害。

了解病原菌如何侵害植物的机理,将有助于有效控制农作物病害。据王石平介绍,由白叶枯病菌引起的白叶枯病是水稻的重要病害之一,曾令全球水稻减产70%。了解白叶枯病菌侵害水稻的这一机制,将有助于设计有效途径培育抗病水稻品种。

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