青年报记者 刘晶晶

　　本报讯 白叶枯病是影响水稻产量的一大“顽疾”，加强水稻白叶枯病抗病基因挖掘与育种应用研究，对于保障我国水稻生产安全、维护粮食稳定供给具有重要战略意义，也是我国生物育种的重大需求。

　　近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心何祖华院士团队与上海交通大学陈功友教授团队、浙江大学邓一文教授团队合作在最新一期国际权威学术期刊《自然》上发表题为“水稻免疫模块的驯化选择与广谱抗病重构”的研究论文。这一研究为培育能够抗击白叶枯病的水稻新品种提供了重要理论和技术支撑。

　　发现抗病新基因

　　每年全球大约1/5的粮食被病虫害吃掉，在中国，这个损失接近1800万吨，相当于1亿人一年的口粮。水稻白叶枯病就是其中一个重大威胁。何祖华院士表示，我国水稻病害年均发病面积在1.2~1.5亿亩，发病稻田产量损失10%~30%，其中白叶枯病发病稻田面积在3000万亩。

　　但植物真的毫无还手之力吗？植物并不是被动挨打，细胞里有一整套免疫系统，但病原菌也在进化，想方设法突破防线。白叶枯病领域最早的抗病基因Xa21就来自非洲野生稻，但随着大面积推广，人们发现它不抗东北亚的菌株，要守住防线，就必须找到新的基因。

　　研究团队通过大规模筛选约3000份水稻资源，利用能“攻破”国际上首个克隆的白叶枯病抗病基因Xa21的毒性菌株，在籼稻品种“双科早”中鉴定到一个新的白叶枯病抗病基因Xa48，发现其编码一个免疫受体蛋白，Xa48编码的蛋白能直接认出“敌人”。再通过进一步筛选并功能鉴定了其对应的病原菌效应蛋白XopG，Xa48识别XopG后，降解下游免疫抑制蛋白，从而激活免疫反应。

　　这一发现为培育高抗高产水稻新品种提供了重要理论支撑。研究团队进一步解析了Xa48基因在籼稻和粳稻中的差别驯化机制，发现Xa48-OsVOZ1模块严重影响粳稻的产量，几千年的驯化历程已经把Xa48基因从粳稻基因组中剔除了，如果要达到免疫，那就得牺牲产量。而籼稻则保留了这一基因。

　　培育新品种水稻

　　从神农尝百草到大禹治水，南北农业灌溉的差异导致水稻在驯化过程中塑造了不同的抗病演化路径。几千年人工选择下来粳稻淘汰了这一基因，籼稻留住了它，理解了这套机制，育种策略就清楚了，把两道防线叠加起来，就能重构出野生稻级别的广谱抗性组合，对全国各水稻产区都适用。

　　研究团队构建了水稻针对白叶枯病害的抗性综合平台，在拓展抗病“宽度”的同时增强抗性“深度”。通过长期的遗传育种与植物病理学研究，建立了以XA21基础抗病加XA48专化性抗病为核心的免疫研究平台，系统探索二者在作物免疫应答中的协同效应。

　　团队杂交聚合两种抗性的水稻新品系，在经历台风、洪水等极端胁迫后，仍能在不同稻区保持稳定抗性，且不影响产量等重要农艺性状。首次在作物上证明两个免疫网络的叠加可以重构野生稻的广谱抗病性，为破解作物病害绿色防控难题提供了新思路。

　　据介绍，这一研究成果已被隆平高科、荃银高科、中国水稻研究所、中国农业科学院等多个育种单位直接应用于抗病新品种培育，实现了从基础研究到育种应用的有效转化，也是该团队自2017年在国际权威学术期刊《科学》发表对真菌病害稻瘟病的广谱抗病基因Pigm以来的又一重大成果，极大地助力了我国作物育种和农业绿色生产，为“把种子牢牢攥在自己手里”提供了技术支撑。