植保所水稻病害防控研究团队历经十余年接力研究，成功克隆了具有重要应用价值的水稻白叶枯病持久抗性基因Xa7，获得了该基因及其应用的发明专利（201910174451.X），近日在JCR一区期刊《Rice》上在线发表了题为“Xa7, a small orphan gene harboring promoter trap for AvrXa7, leads to the durable resistance to Xanthomonas oryzae pv. oryzae” 的研究论文。植保所汪聪颖博士为论文第一作者，朱小源研究员为通讯作者。
白叶枯病是水稻三大病害之一，严重影响水稻的产量和品质。克隆持久抗病基因、并应用于抗病育种是防控该病的重要手段。Xa7具有广谱、持久，以及在高温或干旱等非生物胁迫环境下抗性增强的特性，自1978年从孟加拉稻种资源中被发现以来备受多国科学家的关注，但该基因一直未被克隆（Sidhu et al. 1978; Vera et al. 2000; Webb et al. 2010; Dossa et al. 2020）。2008年团队成员陈深等将Xa7基因精细定位到118.5kb区域（Chen et al. 2008, Molecuar Breeding），汪聪颖等于2011年接力研究，通过BAC文库构建、筛选和测序破解了定位区间的基因组结构变异，利用病原菌TAL效应子识别元件预测快速锁定候选基因，经过一系列亚克隆文库正向遗传互补验证和CRISPR/Cas9介导的反向验证，完成了Xa7功能基因的克隆。Xa7编码113个氨基酸的小分子蛋白，是没有保守结构域的“孤儿基因”，它可通过其启动子区一个顺式调控元件“诱捕”病原菌无毒因子AvrXa7，调动水稻细胞的免疫反应，迅速隔离杀灭入侵病原。
. Xa7功能基因结构、表达特征与抗病表型
Xa7基因是水稻病害防控研究团队继克隆了广谱抗稻瘟病基因Pi50后获得的又一个拥有自主知识产权、具有重要应用价值的水稻抗病基因。本研究成果对支撑华南乃至我国水稻抗白叶枯病育种、剖析水稻持久抗病性分子机理均具有重要的价值。
相关研究得到了广东省农业科学院“十三五”和“十四五”学科团队建设、国家自然科学基金以及国家、广东省产业技术体系等项目的支持。
论文链接：https://thericejournal.springeropen.com/articles/10.1186/s12284-021-00490-z
日期：2021-06-16
