我科学家发现植物抗病抗逆基因奥秘

　　中科院上海生科院植物生理生态研究所何祖华研究员领衔的研究团队在植物抗病抗逆研究中又取得重要进展。他们发现拟南芥的类受体激酶ERECTA在植物抗逆中贡献较大，其与合作者的相关研究成果于2015年8月17日在线发表在国际顶级杂志《自然-生物技术》上。

　　近年来，全球气候变暖引起的持续高温和作物病害等已经造成了我国农业生产的严重损失。因此，发掘抗逆基因资源，进而培育抗逆农作物新品种，具有重要战略意义。但由于植物抗逆是一个复杂性状，且抗逆性状的增强往往伴随植物不正常生长，之前很少有作物既抗逆又高产的育种成功例子。

　　何祖华课题组一直从事作物抗病抗逆和高产的研究。经过长期攻关，他们首先从模式生物拟南芥中克隆了参与抗病抗高温的数量性状基因（QTL），深入研究了其作用机理以及该基因在粮食及经济作物水稻和番茄中的作用，发现拟南芥的类受体激酶ERECTA是一个抗病原菌主效QTL位点——“主效QTL位点”，是染色体上那些峰值较高、对性状表现贡献率较高的基因，与微效QTL位点相对应，它能调控植物对极端高温（40℃）的胁迫耐性。研究表明ERECTA基因与蛋白表达水平的提高可以大大提高转基因植物的抗热性，同时增强植物水分利用效率和抗旱性。这种抗性与植物的气孔发育和水分蒸腾作用无关，ERECTA是通过一种新的细胞保护机制调控逆境下的细胞死亡。

　　研究团队还发现，该基因无论是在单子叶粮食作物水稻还是双子叶经济作物番茄中都具有相同的抗高温功能。研究团队对ERECTA基因在水稻中的同源基因OsER1的研究发现，缺失OsER1基因的水稻在高温环境下结实率降低。不同来源的番茄品种的同源基因SlER表达水平亦存在明显差异，表达水平高的品种在抗高温的能力上较强。

　　多年多点的田间试验表明，转基因水稻和番茄可以显著提高在高温下的结实率和成活率，这些转基因植株的细胞增多增大导致器官与生物量的增大，表现出产量上的优势。该研究成果将为作物、园林植物等抗性育种提供一个重要的技术手段。