新華社北京2月13日電(記者 張泉)記者13日從中國科學院遺傳與發育生物學研究所獲悉，我國科研團隊首次從高粱中發現兩個獨腳金內酯(SL)外排轉運基因，敲除這兩個基因后，高粱對寄生植物獨腳金的抗性顯著提高。這一發現為培育抗寄生植物的農作物品種提供了重要理論依據和基因資源。
敲除SbSLT1和SbSLT2基因的高粱品種對獨腳金的抗性顯著增強。(中國科學院遺傳與發育生物學研究所供圖)
據介紹，寄生植物通過特殊的結構(如吸器)侵入寄主植物的組織，從中吸取營養物質。其中，獨腳金屬寄生植物主要寄生于高粱、玉米、谷子等單子葉作物，對作物生長造成嚴重危害。培育抗獨腳金寄生的作物品種對于確保糧食產量具有重要意義。
“獨腳金的寄生過程極為隱蔽且難以防治，獨腳金種子在土壤中可以休眠超過20年，一旦感知到寄主植物釋放的獨腳金內酯，便會迅速萌發并侵入寄主植物的根部，建立寄生關系。”中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員謝旗說。
此項研究中，科研團隊基于原創的基因挖掘技術，結合大數據分析等技術，首次鑒定出高粱中兩個關鍵的獨腳金內酯外排轉運基因，命名為SbSLT1和SbSLT2。研究發現，敲除這兩個基因后，高粱向外釋放獨腳金內酯的過程受到抑制，導致獨腳金無法正常萌發，從而顯著提高了高粱的抗寄生能力。
田間實驗結果表明，敲除SbSLT1和SbSLT2基因的高粱品種，獨腳金寄生率降低了67%至94%，高粱產量損失減少49%至52%。
“這一發現為作物抗獨腳金寄生育種提供了新的思路和工具。進一步研究表明，這一思路在培育玉米等作物的抗寄生植物品種中也具有應用前景。”謝旗說，團隊未來將進一步驗證相關基因在其他重要作物中的作用，并推動相關育種技術的推廣應用。
此項研究由來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所、中國農業大學等多家單位的科研人員合作完成，相關成果已在國際學術期刊《細胞》在線發表。
編輯：譚鵬
