福建省科研团队发现水稻稻瘟病抗性新机制

东南网4月14日讯 （福建日报记者 张辉 通讯员 胡海明） 近日，福建省农业科学院水稻研究所张建福研究员、谢华安院士团队在国际期刊《植物、细胞和环境》上发表最新研究成果，阐明了非寄主病原菌分泌物激活植物免疫系统的分子机制。

水稻是全球最重要的粮食作物之一。和许多植物一样，水稻在自然界中也有自己的“克星”。比如，被称为“稻魔”的稻瘟病，尤其让农民闻之色变。作为一种真菌性病害，稻瘟病在水稻生长的不同阶段都可能为非作歹。稻田一旦染病，轻则减产，重则绝收。20世纪70年代末，第一代杂交水稻刚刚问世时，便因稻瘟病大流行遭遇重创。至暗时刻，谢华安团队选育的“汕优63”凭借强大的稻瘟病抗性脱颖而出，被认为“改变了中国杂交水稻的命运”。

为了抵御这一毁灭性病害，多年来的水稻育种研究往往奉行“一票否决制”——只要不抗稻瘟病，再好的品种都白搭。因此，对于抗稻瘟病机制的研究，也成为水稻育种研究的一个重要方面。

那么，为什么有的品种面对稻瘟病毫无招架之力，有的品种却“百毒不侵”呢？

“为了抵抗病原侵染，植物进化出了一套天然的免疫系统。”张建福说，这套免疫系统既能通过“火眼金睛”精准识别潜在的危险微生物，又能通过“铜墙铁壁”实现自我防卫，从而提高植物的抗病性。他所在的福建省农业科学院水稻抗逆分子设计育种团队，则致力于探寻背后的遗传密码。

经过多年研究，研究团队锁定了一对“黄金搭档”：OsNAC78转录因子和Pir7b基因。面对稻瘟病菌的入侵，二者双剑合璧，联合抗敌。研究人员形容，OsNAC78转录因子就像一位“指挥官”，接到上级信号后，立即向Pir7b基因发出指令。随后，Pir7b基因不辱使命，在细胞工厂内高速运转，加班加点生产出一种特殊的酯酶。这种酯酶能够在细胞内引爆“活性氧炸弹”，通过杀死病原菌、加固细胞壁“城墙”、拉响“全域防空警报”等方式，提高对稻瘟病菌的抗性。

这次在《植物、细胞和环境》上发表的最新成果，则将另一位“幕后功臣”推向台前。它就是非寄主丁香假单胞菌的分泌物——丁香素A。

植物和病原菌的关系是很微妙的。一般来说，一种植物只会被某些特定类型的病原菌侵染，对另一些病原菌——也就是所谓的非寄主病原菌，则有天然的免疫能力。植物体内的这种广谱且持久的防御机制，被称为非寄主抗病性。对水稻来说，丁香假单胞菌就是一种非寄主病原菌。研究团队发现，丁香假单胞菌不仅不会让水稻染病，它的分泌物丁香素A还会诱导OsNAC78转录因子的表达，进而加强对防御Pir7b基因的转录，最终激发水稻的稻瘟病抗性。

“该研究阐明了非寄主病原菌分泌物激活植物免疫系统的分子机制。”论文第一作者、福建省农业科学院水稻研究所谢云杰博士说，上述研究环环相扣，串联起了水稻稻瘟病抗性分子调控机制越发完整的链条，为水稻抗稻瘟病的研究提供了新的研究思路。