棉花“癌癥”有望攻克
中國微生物菌種查詢網(wǎng) 來源：科學(xué)網(wǎng) / 2016-09-27 07:19:07
最近，郭惠珊團(tuán)隊先后發(fā)表了3篇文章，他們首次在全球揭示了黃萎病真菌如何“敲開”進(jìn)入棉花體內(nèi)的“大門”；首次運(yùn)用新型基因沉默技術(shù)——RNAi基因“小剪刀”阻止進(jìn)入棉花體內(nèi)的病菌肆意擴(kuò)散，并在陸地棉中培育出對黃萎病抗性較高的棉花新品系。
“這些研究理清了黃萎病致病機(jī)理，并創(chuàng)建新的抗病技術(shù)，對于減輕病害，提高棉花產(chǎn)量、改善棉纖維品質(zhì)，對實現(xiàn)脫貧致富和社會穩(wěn)定發(fā)展提供了科技支撐，是實現(xiàn)從理論研究走向應(yīng)用，突破行業(yè)技術(shù)瓶頸的典型范例。”微生物所副所長東秀珠評價說。
揭示真菌如何進(jìn)入棉花體內(nèi)
“棉花黃萎病會造成棉花植株葉片、蕾鈴干枯脫落，產(chǎn)量嚴(yán)重?fù)p失?！?月26日，郭惠珊在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時說。
我國棉花年產(chǎn)量600萬~800萬噸，約占世界總產(chǎn)量30%，居全球首位，受黃萎病危害最為嚴(yán)重。作為中國最大的優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地，2015年新疆棉花種植面積達(dá)3400余萬畝，但黃萎病發(fā)病面積超過50%。
然而，由于引起該病害的病原在土壤40厘米的土層生活，且變異頻繁，傳統(tǒng)殺菌劑和化學(xué)藥劑防治難以奏效。而且其寄主多達(dá)120余種植物，傳統(tǒng)輪作抗病模式短期效果也不理想。
抗病先要找到致病機(jī)理，課題組通過反復(fù)試驗最終揭開了黃萎病菌的“遮羞布”，在全球首次揭示了黃萎病的“罪魁禍?zhǔn)住薄篼愝喼那秩窘Y(jié)構(gòu)。
“大麗輪枝菌是一種半活體寄生的真菌，平時以微菌核的形式在土壤里潛伏。一旦接觸到植物組織，它們就會像變形金剛一樣，產(chǎn)生‘釘子’狀的侵染結(jié)構(gòu)，擊穿植物的細(xì)胞壁，鉆入根維管組織內(nèi)部，然后逐步占領(lǐng)整個維管組織，導(dǎo)致植物萎蔫生病?！惫萆航忉屨f。
“然后，它又開始利用死亡的植株腐生，在植物養(yǎng)分被耗盡后，回到地下，等待機(jī)會開始新一輪危害?！惫萆赫f。
“小剪刀”讓致病基因沉默
防治棉花黃萎病最有效的方法是利用抗病品種。然而，我國大部分棉區(qū)90%以上的栽培品種屬于陸地棉，由于缺乏抗病種質(zhì)資源，抗黃萎病種質(zhì)創(chuàng)新舉步維艱。
郭惠珊團(tuán)隊另辟蹊徑，采用RNAi對這個狡猾的植物“殺手”展開了攻擊，設(shè)法研制新的陸地棉抗病品系。
RNAi是雙鏈RNA產(chǎn)生的一小段RNA，可以對同源靶標(biāo)RNA進(jìn)行切割或抑制轉(zhuǎn)譯，郭惠珊將其比作基因的“小剪刀”。東秀珠介紹說：“這種新型基因沉默技術(shù)就像打靶，打到哪里，就不再讓目標(biāo)靶基因發(fā)作?！?
就是用這把“小剪刀”，研究人員利用RNAi技術(shù)，在早熟陸地棉中培育出了抗黃萎病的新品系，經(jīng)鑒定，其抗黃萎病性相對對照品種提高了22.25%。
“通過RNA干擾技術(shù)，棉花可以讓大麗輪枝菌進(jìn)入其體內(nèi)，但不會讓它通過棉花的維管束系統(tǒng)正常擴(kuò)展，不會讓它走到棉花的每個細(xì)胞?！惫萆赫n題組博士后高峰補(bǔ)充說。
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