香港中文大學破解水稻基因G蛋白 提升水稻抗病害能力

2020-11-27 中國經濟網

　　香港中文大學生命科學學院院長黃錦波（左四）、教授林漢明（左三）與其研究團隊。圖自香港《大公報》

　　中新網3月23日電 據香港《大公報》報導，稻米也要提升抗逆力，香港中文大學的生命科學學院研究團隊，與中國農業大學合作，首次破解水稻基因中「YchF類G蛋白」結構及功能，揭破水稻其中一項抗病害及對抗不良生長環境的能力。領導研究團隊的教授林漢明表示，團隊將會進一步研究G蛋白的運作機制，希望將有關發現實用化。

　　中大農業生物技術國家重點實驗室大豆研究中心主任、生命科學學院教授林漢明表示，G蛋白是生物中常見的基因，但學術界鮮有人詳細鑽研。研究團隊在2007年起開始研究水稻中G蛋白，及後發現G蛋白在水稻中有如一個「開關掣」，可提升水稻自身的抗病害能力，以及在高鹽分土地生長的能力。

　　不過，一般情況下G蛋白會與兩種「核苷酸」(能量及信息傳遞分子)：ATP、GTP結合。G蛋白與ATP結合就會減低水稻的抗病害能力；與GTP結合就會減低水稻耐鹽生長能力。

　　研究團隊利用與中國農大的「X晶體學研究技術」(陳忠周教授領導)，拆解了G蛋白的結構，再配合「定點突變技術」，定點測試ATP、GTP與G蛋白的化學反應，證實ATP、GTP明顯影響水稻的抗病、對抗不良生長環境的能力。

　　隨後研究團隊發現，植物特有的「OsGAP1」蛋白可以改變ATP、GTP結構，令ATP、GTP沒法與G蛋白結合，G蛋白就可以啟動，令水稻自行提升抗病害及對抗不良生長環境的能力。

　　為測試發現成果，團隊利用白葉枯菌進行實驗。白葉枯菌可令水稻葉枯死，使稻米無法生長，導致農夫完全無收成的「絕收」。當水稻的G蛋白啟動後，雖然沒法阻止感染，但受感染的水稻仍可生長，可勉強保住「谷種」。另外，團隊測試高鹽分生長環境，G蛋白啟動的水稻仍然可以生長，而沒啟動的水稻就沒法生長。

　　林漢明形容，G蛋白是用來控制植物會否「發燒」。他稱人類有病就會「發燒」來提升抵抗力，但人類不會時常處於發燒狀態，植物亦如是。因此一般情況下，水稻會傾向關閉G蛋白。

　　林漢明指出，本次研究結果，未必可即時找到應用途徑，但可作為「技術儲備」，萬一出現常用技術都無法對應的水稻疾病，屆時或可藉G蛋白為引子，牽引出新領域的研究或對策。

（責任編輯：宋雅靜）

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