野生稻优异基因让水稻耐冷又抗病

近日，中国农业科学院作物科学研究所水稻优异种质资源发掘与创新利用团队联合崖州湾国家实验室、中国农业科学院农业基因组研究所等单位，解析了野生稻复合遗传位点RBA1的结构变异对水稻苗期耐冷性和稻瘟病抗性的遗传效应，揭示了该位点内部不同基因在耐冷与抗病调控中的功能分工，并成功实现水稻耐冷和抗病的定向协同改良。相关研究成果发表在《生命》（Vita）上。 低温是影响水稻苗期生长和区域适应性的重要环境因素。在我国南方早稻和部分双季稻种植区，水稻苗期不仅可能遭遇阶段性低温，后续还面临稻瘟病等病害压力，两类逆境叠加直接影响苗期群体建成和水稻稳产。此前研究多聚焦耐冷或抗病单一性状，但不同抗逆性状之间的遗传关系尚不明确。 研究团队从广西普通野生稻中鉴定到苗期耐冷位点RBA1。分析发现，该位点存在一段约25700个碱基对的复杂结构变异，其中包含3个结构特殊的抗病相关基因。进一步分析表明，3个基因均参与苗期低温响应，但在耐冷和抗病中的作用并不相同。其中一个基因具有增强稻瘟病抗性的作用，另外两个侧重调控水稻低温耐受能力，位点内部基因功能分工清晰、功能互补。这种一个复杂位点、多个功能组分的遗传结构，为耐冷和抗病的协同改良提供了新的思路。 在此基础上，研究团队根据不同品种育种需求，对位点内部基因进行有针对性的选择和改造，并分别在“低温+病害”双逆境胁迫主栽品种和杂交稻亲本中进行验证，成功实现了耐冷性和稻瘟病抗性的定向优化。 该研究为突破复杂位点连锁利用的限制，以及水稻耐冷、抗病等多性状协同改良提供了新的遗传资源和育种途径。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助。