近日，福建省农业科学院水稻研究所研究员张建福、中国科学院院士谢华安团队在国际期刊《BMC Plant Biology》上发表最新研究成果，系统揭示了杂交水稻新品种“内6优7075”抗病性与耐旱性的分子机制。
“水稻是世界主要粮食作物之一，病害和干旱是影响其产量的重要因素。”该论文第一作者、省农业科学院水稻研究所副研究员崔丽丽博士表示，研究与推广兼具抗病性和耐旱性的新型水稻品种，对应对粮食安全和环境变化具有重要意义。
“内6优7075”是省农业科学院水稻研究所近年来选育的优质杂交水稻品种，有高产、抗病和耐旱等优势，但其具体分子机制尚不明确。为此，研究团队围绕“内6优7075”及其父本“福恢7075”、母本“内香6A”展开了多组学研究，探寻水稻更抗病、耐旱的“遗传密码”。
研究发现，“内6优7075”及其母本对白叶枯病和稻瘟病的抗性表现显著优于其父本。进一步研究表明，其抗病性与“Xa21”“CDPK”“RPM1”等3个关键基因密切相关。它们可通过介导超敏反应，显著增加植物对病原菌的抗性。一个名为“WRKY1”的转录因子，则能够与特定的基因序列结合，从而激活防御相关基因的表达，诱导程序性细胞死亡，即主动去除体内非必需细胞，从而提高植物的抗病能力。此外，“PR1”基因的激活，也能够有效调控植物的防御信号，进一步增强其抗病性。
在耐旱性方面，“内6优7075”的天赋则更多来自其父本。这主要归功于“MAPKKK17”“WAK60”两个功能基因。
前者通过调控植物的脱落酸应激响应，显著提高植株对干旱胁迫的适应能力。作为一种抑制生长的植物激素，脱落酸因能促使植物叶子脱落而得名。当植物遭遇干旱天气时，它们会自然产生脱落酸，通过“关闭”叶子上的细胞减少来水分流失、让植物停止生长以减少水分消耗等方式，帮助植物在干旱条件下求生。
后者则通过促进气孔发育和功能优化，改善植物的水分利用效率，从而进一步增强了其抗旱能力。
值得一提的是，研究人员通过基因测序分析还发现，“内6优7075”的基因表达模式更倾向于亲本之一的特异性表达，而非简单的中间状态。也就是说，它在遗传过程中，能够传承“父母”各自所长，集多种优势于一身。这一独特的表达特征，为杂种优势的分子机制研究提供了新的视角与理论依据，对未来水稻的抗性育种研究具有重要启示意义。（记者 张辉 通讯员 胡海明）