调控IPA1培育高产高抗水稻新品种

【作者】 刘明明； 时振英； 张笑寒； 汪明璇； 张林； 郑克志； 刘继云； 胡兴明； 底翠茹； 钱前； 何祖华； 杨东雷；

【机构】 南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室；

【摘要】 培育抗病品种是防治作物病害行之有效,安全与经济的措施。然而,增加作物抗病能力的同时往往伴随着减产问题。因此,如何协同提高抗病性与产量是作物育种面临的一个挑战。水稻中mi R156靶基因Ideal Plant Architecture 1 (IPA1)具有降低无效分蘖,增加穗分支,提高茎粗的功能,是提高产量的关键基因。我们发现IPA1基因超表达后,可以显著提高水稻对白叶枯病的抗病性,但对产量相关性状却有不利影响。进一步研究发现,IPA1既可以通过与水稻赤霉素抑制因子DELLA(SLR1)蛋白的直接互作干扰SLR1蛋白的降解,又可以通过间接激活GA代谢酶EUI1的表达来累积SLR1蛋白,进而抑制赤霉素信号转导,最终影响水稻生长和抗病反应。为了协同IPA1介导的抗病与增产功能,我们利用Os HEN1启动子诱导型的表达IPA1,获得的转基因水稻既具有较强白叶枯病诱导的抗病性,又具有高产相关性状的理想株型。因此,IPA1-DELLA互作的发现为解释生长和抗病交互对话提供了新的分子机制,更重要的是,我们建立了一种新的调控IPA1表达从而获得高抗高产水稻的育种方法。更多还原