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    褐飛虱是水稻生產中最嚴重的害蟲。褐飛虱用針狀口器刺入水稻葉鞘組織吸食韌皮部汁液，造成水稻的嚴重減產甚至絕收。種植抗性品種是綜合防控褐飛虱的基礎……

    最近，武漢大學何光存教授課題組在MolecularPlant在線發表了題為"Bph30 confers resistance tobrown planthopper by fortifying sclerenchyma in rice leaf sheath"的研究論文。該論文成功克隆了水稻抗褐飛虱新基因Bph30，揭示了水稻抗褐飛虱的一種新機制，并為抗褐飛虱水稻育種提供了新的優異抗蟲基因資源。

    該研究首先對褐飛虱取食行為與水稻葉鞘組織特點進行了研究。發現在水稻葉鞘表面上有平滑區和粗糙區呈相間分布，分別與葉鞘內部的維管束和通氣腔相對應。褐飛虱取食時通過口器在葉鞘表皮上探查合適的取食部位，選擇在平滑柔軟區將口針刺入水稻組織，然后穿過其下的厚壁組織直接進入維管束，最后到達韌皮部并取食。該研究通過圖位法克隆了農家品種中的抗褐飛虱基因Bph30（圖1）。

    發現Bph30基因在水稻葉鞘厚壁組織細胞中高表達，并上調厚壁組織細胞中纖維素和半纖維素合成相關基因的表達，增加了纖維素和半纖維素在厚壁組織細胞壁中的積累，進而增加厚壁組織厚度及細胞壁的硬度。對褐飛虱取食鞘觀察結果顯示，在含有Bph30的水稻葉鞘中褐飛虱口器難以穿刺厚壁組織到達韌皮部（圖2）。這些結果表明抗蟲水稻通過Bph30基因強化厚壁組織，形成了一道堅固的屏障阻止褐飛虱取食韌皮部汁液。

    該研究還顯示Bph30廣譜褐飛虱和白背飛虱。Bph30是一個完全顯性的抗蟲基因，帶有Bph30的近等基因系與不抗蟲的細胞質雄性不育系及光溫敏核不育系配置的F1雜種，與近等基因系一樣高抗褐飛虱（圖3）。Bph30基因編碼一個含有兩個leucine-rich domains（LRDs）的蛋白，屬于一個新的抗飛虱基因家族。該研究通過全基因組關聯分析克隆了該家族中的另一個成員Bph40，同樣具有很好的抗性。

    武漢大學生命科學學院雜交水稻國家重點實驗室博士研究生石少階，王卉穎和碩士研究生聶凌云為該論文的共同第一作者，何光存教授為通訊作者。武漢大學動力與機械學院薛龍建教授團隊協作完成了水稻葉鞘細胞的力學特性分析，美國加州大學Linda Walling教授也參與了研究。該研究得到了廣東省基礎與應用基礎研究重大項目和國家相關項目的資助。