中新社北京2月13日電 (記者 孫自法)寄生植物會對農作物帶來巨大沖擊甚至毀滅性打擊，從而嚴重威脅糧食安全。這種情況該如何有效應對，長期以來備受關注。
來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所(遺傳發育所)的消息說，該所科研團隊聯手合作伙伴，最新在“作物抗寄生植物研究”方面取得具有里程碑意義的重大突破——從高粱中首次發現兩大關鍵基因，通過基因編輯修飾具有廣泛的重要作物抗寄生應用前景。
本項研究成果示意圖。(中國科學院遺傳發育所 供圖)這一將助力全球抵御寄生植物威脅、為保障世界糧食安全提供“中國方案”的重要研究，由中國科學院遺傳發育所謝旗研究員、中國農業大學于菲菲教授和中國科學院遺傳發育所研究員、崖州灣國家實驗室主任李家洋院士領銜科研團隊與合作者共同完成，相關成果論文北京時間2月13日凌晨在國際知名學術期刊《細胞》上線發表。
研究團隊介紹說，寄生植物對農業生產和生態系統有重要影響，尤其是獨腳金屬和列當屬寄生植物對農作物造成嚴重危害。獨腳金屬主要寄生高粱、玉米、谷子等單子葉作物，嚴重制約非洲、亞洲和部分熱帶地區糧食生產。
本項研究中，研究團隊通過原創性解析缺磷條件下獨腳金易萌發寄生的生理過程，發現缺磷促進高粱獨腳金內酯外排的現象，基于原創的基因挖掘技術結合大數據分析及基因編輯技術和相關分子及細胞生物學技術，首次鑒定出高粱中兩個關鍵的獨腳金內酯外排轉運蛋白，并將這兩個基因命名為SbSLT1和SbSLT2。
研究發現，這兩個基因在高粱誘導獨腳金的種子萌發和生長中起到重要作用，敲除這兩個基因后，獨腳金種子的萌發顯著降低，高粱的抗寄生能力顯著提高。在獨腳金高發地區進行的田間小區試驗結果表明，敲除SbSLT1和SbSLT2基因的高粱品種對獨腳金的抗性顯著增強，寄生率降低67%-94%，同時高粱的產量損失減少49%-52%。
進一步通過人工智能(AI)模擬預測，研究團隊發現相關位點在所有重要作物的SbSLT1和SbSLT2同源蛋白中都存在，且玉米同源基因的獨腳金內酯外排功能已被證實，從而證明獨腳金內酯轉運機制可能存在保守性，這為重要作物抗寄生提供了具有廣泛應用前景的解決方案。
作為世界七大農作物危害之一，獨腳金的寄生過程極為隱蔽且難以防治，其種子在土壤中可以休眠超過20年。研究團隊表示，未來將進一步驗證相關基因在其他重要作物中的作用，并推動抗獨腳金寄生作物的商業化應用。(完)