中新社武漢6月15日電 (馬芙蓉 楊芳)武漢大學雜交水稻全國重點實驗室何光存課題組于北京時間14日晚在國際期刊Nature(《自然》)發文，首次鑒定出一個被植物抗蟲蛋白識別的褐飛虱唾液蛋白BISP，并揭示水稻抗褐飛虱分子機制，對培育高產、抗蟲水稻品種具有重要意義。
褐飛虱是一種遷飛性害蟲，每年對中國、菲律賓、越南、泰國、印度尼西亞等水稻主產國產生危害，是亞洲水稻生產中的頭號害蟲。
“選育和種植抗蟲品種是褐飛虱防治的關鍵。”何光存介紹，各國科學家根據抗性基因對不同生物型褐飛虱的抗性反應，已克隆17個抗褐飛虱基因，據此培育出多個抗褐飛虱水稻品種，但是如何抗蟲的分子機理一直不明。
何光存課題組前期從野生稻雜交后代中克隆了抗褐飛虱基因Bph14。此次研究中，他和團隊以含有Bph14基因的抗蟲水稻為對象，揭示了褐飛虱取食與水稻反取食的分子機制。
研究發現，褐飛虱唾液中含有一種BISP蛋白，該蛋白是將普通水稻變脆弱、易于被取食的“元兇”。而在含有Bph14基因的抗蟲水稻中，當BISP進入細胞后，會立即與Bph14蛋白發生特異性結合而被識別，激發強烈抗蟲反應，使褐飛虱取食下降、生長受阻、死亡率上升，從而阻止侵害。
如何保證水稻抗蟲性與生長發育間的平衡？課題組進一步研究發現，Bph14還能促進BISP與選擇性自噬受體OsNBR1互相作用，通過自噬降解方式，快速清除水稻細胞內存留的BISP，終止抗性反應，使細胞盡快恢復生長。研究結果顯示，Bph14細胞內的BISP水平在6小時內顯著降低，36小時后被完全降解，抗蟲反應隨之減弱直至終止。
何光存介紹，上述研究表明，Bph14在識別BISP激發抗蟲反應、調控自噬清除BISP的過程中具有至關重要的作用，為培育高產抗蟲品種水稻奠定基礎。同時，該研究也為開展植物抗蟲提供了思路。(完)