
8月2日,我室水稻抗病分子育种团队的最新研究成果在国际著名期刊《Plant Biotechnology Journal在线发表论文,题目为“Development of marker-free rice with stable and high resistance to rice black-streaked dwarf virus disease through RNA interference”,该论文报道了通过RNAi技术获得稳定的高抗黑条矮缩病无标记转基因水稻新品系的研究。
水稻黑条矮缩病是重要的水稻病毒病,严重发生时可造成巨大的产量损失。由于缺乏高抗种质资源和主效抗病基因,使得通过传统育种手段难以培育抗病品种。RNA interference(RNAi)是一种进化保守的针对RNA病毒的防御机制,已被广泛应用于植物抗病毒品种的开发。迄今,虽然已有一些报道在水稻黑条矮缩病上开展了RNAi研究,但由于外源基因的表达与否以及能否稳定遗传会受到诸多因素的影响,并导致很难获得在育种实践中真正具有应用价值的高抗病转基因水稻。
研究人员首先创建并获得了分别针对水稻黑条矮缩病毒片段S1、S2和S6的RNAi转基因水稻,进而通过人工鉴定和自然鉴定,证实以S6为靶点的RNAi(S6RNAi)转基因水稻对黑条矮缩病毒几乎免疫。进一步采用无标记转化策略,在江苏优质推广品种武陵粳1号(WLJ1)背景中,分别创建了由玉米Ubiquitin启动子和水稻绿色组织特异表达启动子Osrbcs驱动S6RNAi表达的无标记转基因水稻。通过详实的分子数据分析和连续多年多重复的抗性鉴定,最终获得了抗性稳定遗传且综合性状优良的无标记S6RNAi转基因水稻。研究还发现该转基因水稻对南方水稻黑条矮缩病毒同样具有较强的抗性。进一步通过传统杂交育种并结合分子标记辅助选择技术,研究人员还将转基因水稻中的S6RNAi结构成功转入了江苏目前大面积推广的粳稻品种淮稻5号(HD5)中,同样获得了高抗新材料,证明本研究中获得的高抗黑条矮缩病无标记转基因水稻具有较高的育种应用价值。相关转基因水稻为进一步的转基因安全性评价和商业应用提供了材料基础。
我校为论文的第一完成单位,我室青年教师冯志明为论文第一作者,我室左示敏教授为论文通讯作者。华中农业大学、中国农业科学院植保所及美国俄亥俄州立大学等单位也参与了此项研究。本研究得到国家转基因重大专项(2012ZX08009001、2014ZX08001038和2016ZX08001002)的资助。

图 稳定高抗黑条矮缩病水稻新品系的培育