上海交大科学家开辟水稻广谱抗病育种新途径

　　本报讯 赵永恒 记者黄官国 发自上海 历经20年苦心研究，上海交通大学陈功友教授团队近日宣布，已经找到防止水稻感染白叶枯病的方法。通过切断白叶枯病原菌效应蛋白这个“间谍”与植物感病基因“接头人”之间的协同进化关系，就能使植物获得广谱抗病（RLS）特性。日前，该研究成果在线发表于植物科学领域权威期刊《分子植物》。

　　该研究目前已开始应用于优良杂交水稻亲本的改良，预计1至2年即可育成稳定遗传的品种。这一新发现不仅大幅缩短杂交水稻以往动辄8至10年的育种年限，还能同时减少农药的施用量。

　　陈功友介绍，为防止白叶枯病，水稻已历经了多次改良。但每一次改良完成后，病菌的攻击能力也在进一步增强。为控制这些病害而大量施用的化学农药，正在对食品安全和环境安全构成严重威胁。他形象比喻道，为抵御病原菌的入侵，植物通过角质、蜡质等多种生化物质构筑起一系列坚固的物理和化学“堡垒”。病原菌则通过各种方法攻击这些“堡垒”。病原菌一方面通过合成胞外降解酶、毒素等物质“明修栈道”，从外部一层层瓦解这些“堡垒”；另一方面通过组装多种被称为分泌系统的装置“暗度陈仓”，将大量的效应蛋白“间谍”直接分泌到植物体“堡垒”内部。由于这些“间谍”在植物体内部大肆破坏，最终使“堡垒”从内部被攻破。

　　水稻白叶枯病菌就是通过派出一类最重要的效应蛋白“间谍”——Ⅲ型分泌系统分泌的转录激活因子类效应蛋白（TALE蛋白），令水稻“染病”。TALE蛋白“间谍”进入植物细胞后，会伪装成水稻自身的转录激活因子，躲过植物免疫系统侦查，并与“潜伏”在水稻细胞内的一类感病基因“接头人”进行“联络”，从内部“攻破”植物的防线。

　　陈功友团队根据水稻感病基因“接头人”OsSWEET与病原细菌TALE蛋白“间谍”之间的关系，采用新兴基因编辑技术这一研究利器，干扰“间谍”与“接头人”之间“接头暗号”的识别，从而同时阻断多个细菌TALE蛋白“间谍”的破坏活动，最终获得了广谱抗白叶枯病的水稻新种质，提出了阻断植物感病性而获得广谱抗病性的育种新途径。

　　据悉，这一成果还能用于柑橘、棉花等其他植物的抗病研究。