【新华社】科学家发现水稻广谱抗病的免疫代谢新机制
文章来源：分子植物科学卓越创新中心 | 发布时间：2021-12-16 | 【】 【】
新华社客户端上海12月16日电（记者 张建松）防治稻瘟病是我国粮食安全生产的主要任务之一。挖掘和培育新的广谱持久抗病品种是控制稻瘟病最为经济、安全和有效的方法，也是实现绿色生态农业的重要保障。
植物的免疫系统与动物类似，是经过与病原菌的长期不懈斗争所塑造。植物细胞内的免疫受体nlr基因，对于农作物广谱抗病育种发挥重要作用。但如何有效挖掘并应用广谱抗病nlr基因，是目前农作物抗病育种的主要技术瓶颈。探索免疫受体、尤其是广谱抗病的nlr受体，如何在与病原菌在“军备竞赛”中，通过增强植物的防卫代谢以获得广谱抗病性，一直是植物病理和农作物育种领域的重要科学难题。
12月16日，国际权威学术期刊《自然》（nature）在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心何祖华研究团队最新研究成果，揭示了一条全新的植物基础免疫代谢调控网络。水稻广谱抗病nlr免疫受体蛋白pigm等，通过保护初级防卫代谢通路免受病原菌攻击，协同整合植物基础抗病性（pti）和专化性抗性（eti）两层免疫系统，赋予水稻广谱抗病性的新机制。
研究团队综合运用植物病理学、植物遗传学、分子生物学和生物化学等实验技术平台，鉴定到一个新的水稻免疫调控蛋白pici1，并揭示了一条全新的植物防卫代谢通路。水稻进化产生的广谱抗病nlr受体，可以通过抑制病原菌毒性蛋白与pici1的互作，保护并加强pici1的功能，进而激活更多的防卫化学物质（蛋氨酸—乙烯）的合成，以获得广谱抗病性。
研究团队通过对3000份水稻品种的基因组数据进行分析，挖掘到pici1优异的田间抗病变异位点，为水稻抗病育种提供了新的思路和靶点。通过加强水稻“pici1—蛋氨酸—乙烯”化学防卫代谢网络，有望达到水稻广谱持久抗稻瘟病的目的，并降低农药的施用，为农业生产的可持续发展提供新的策略。pigm抗病基因水稻自2006年发送给各种子公司和育种单位应用以来，育成的广谱抗病水稻新品种累计推广已达2000万亩以上。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心博士后翟科然、博士研究生梁迪为论文共同第一作者，何祖华研究员为通讯作者。该研究工作得到了中国科学院分子植物科学卓越创新中心韩斌院士、文啟光研究员和王二涛研究员，南方科技大学郭红卫教授，扬州大学张林教授等的合作，也得到了中国水稻所魏兴华研究员和华南农业大学张桂权教授等在育种材料上的帮助。同时，该研究工作得到了国家自然科学基金委基础科学中心和重点项目、中科院先导项目、国家重点研发计划等资助。
文章链接：
