1. 项目研究背景:
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，每年因虫害造成的损失高达几十亿。水稻生产中农药的广泛使用还对环境造成巨大破坏。然而，迄今对植物的抗虫性的分子机制几乎一无所知。螟虫和飞虱是水稻生产的最重要的害虫，虽然已克隆了几个抗褐飞虱基因，但迄今尚未鉴定出抗螟虫的种质资源。因此，揭示水稻抗虫性形成的分子机制并在此基础上开发创制抗虫水稻品种具有十分重要的理论意义和经济价值。
2. 项目负责人及研究团队简介（如为参与的合作研究项目，请说明在其中作出的重要贡献）
项目负责人之一舒庆尧教授及其团队长期从事水稻基因组学和生物技术育种研究，在水稻种质创制、基因克隆和水稻新品种培育取得了多项重要成果。在本项目中，主要贡献在于创制水稻突变材料，发现了其对飞虱和螟虫的抗性，并揭示了相关的分子机理。
项目负责人之一娄永根教授团队长期从事水稻与害虫的分子机制研究，在水稻害虫成灾机制研究中取得了突出成绩。在本项研究中，为飞虱抗性的评价和分子机制研究做出了贡献。
项目合作方之一叶恭银教授团队长期从事转基因抗虫水稻安全性研究，在本项目中为二化螟抗性评价提供了支持。
3. 项目特色和主要创新点
项目特色是针对农作物长期缺乏抗虫种质、对抗虫机理非常有限造成的抗虫育种举步维艰，农作物生产主要靠化学农药控制的现实展开。主要创新点如下：
A在植物界首次发现了5羟色胺合成酶基因的表达受害虫侵害诱导，害虫（飞虱、二化螟）可以诱导或者胁迫植物合成其自身生长发育所需的血清素（动物中的一种“神经递质”）为其所用。植物又可以进化出与此抗衡的机制，避免5羟色胺合成酶基因被诱导表达，从而产生抗性。即植物和害虫存在一种“军备竞赛”。
B 在植物中首次发现了血清素与水杨酸可以相互抑制其合成酶基因的表达，从而揭示了其抗性形成的化学基础。
C创制了全球首份抗水稻二化螟的非转基因种质资源（转基因Bt水稻可以抗螟虫，但应用受到限制），为培育抗虫作物品种提供了策略和范例。
4. 主要标志性成果
Resistance of Rice to Insect Pests by Suppression of Serotonin Biosynthesis,以论文形式发表在Nature Plants，2018，4:338-344
5. 项目在科学前沿上所取得的突破或者对国家和区域重大战略需求方面的贡献情况，请阐述其科学意义和社会价值。项目成果如在主要媒体上公开报道的，请说明媒体名称、报道时间和相关评述。
本项成果的科学意义在于发现了 害虫（飞虱、二化螟）与植物（水稻）互作的化学和分子遗传物学基础，揭示了一条调控抗虫性形成的分子通路。
国内媒体：《科技日报》2018.5.11第一版：新发现！害虫啃过的水稻变得更好吃！
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