7月30日，《自然—遺傳學(xué)》在線發(fā)表了揚(yáng)州大學(xué)教授左示敏團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所、河北師范大學(xué)等單位克隆的水稻抗紋枯病優(yōu)異基因SBRR1-R。此基因蘊(yùn)藏在水稻自然品種中，且具有顯著育種價(jià)值，將為攻克紋枯病這一長(zhǎng)期制約水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的“頑疾”提供關(guān)鍵基因資源。
感染紋枯病的水稻。揚(yáng)州大學(xué)供圖
“該研究首次從水稻自然品種中克隆出抗紋枯病關(guān)鍵基因，并揭示了其抗病分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，豐富了對(duì)水稻抗病機(jī)制的認(rèn)識(shí)，為水稻抗紋枯病育種提供了基因資源和技術(shù)支撐?！敝袊?guó)工程院院士、中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所研究員萬(wàn)建民表示。
紋枯病由強(qiáng)腐生性真菌“立枯絲核菌”引起，是世界范圍內(nèi)最具破壞性的水稻病害之一，常導(dǎo)致10~30%的產(chǎn)量損失，被稱為水稻生產(chǎn)的“頑疾”。目前生產(chǎn)上推廣的水稻品種普遍易感紋枯病。因此，發(fā)掘有效的抗紋枯病基因并培育抗紋枯病新品種，是保障國(guó)家糧食安全的重大戰(zhàn)略需求。然而，由于紋枯病抗性遺傳復(fù)雜且缺乏精準(zhǔn)高效的抗性鑒定技術(shù)，國(guó)際上具有明確育種價(jià)值的抗紋枯病基因克隆長(zhǎng)期處于空白狀態(tài)。
左示敏帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員歷經(jīng)十余年持續(xù)攻關(guān)，先后挖掘了一系列調(diào)控紋枯病抗性的相關(guān)基因?！拔覀儎?chuàng)新性建立了一套紋枯病抗性表型精準(zhǔn)鑒定技術(shù)體系，結(jié)合全基因組關(guān)聯(lián)分析，成功鑒定出關(guān)鍵抗病基因SBRR1，其優(yōu)異單倍型SBRR1-R啟動(dòng)子區(qū)域攜帶特殊插入片段，能顯著增強(qiáng)抗病性。”左示敏介紹。
該優(yōu)異單倍型起源于普通野生稻中的秈稻祖先亞群，并在隨后的演化進(jìn)程中，被更多保留在氣候環(huán)境更適宜紋枯病發(fā)生地區(qū)的秈稻品種中，而粳稻品種中普遍缺乏該單倍型。
研究團(tuán)隊(duì)將SBRR1-R 導(dǎo)入江蘇主栽粳稻品種中，在不影響主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀，且在紋枯病嚴(yán)重發(fā)生情況下，可使紋枯病造成的產(chǎn)量損失減少9.54%，展現(xiàn)了SBRR1-R在抗紋枯病分子育種中具有重要育種應(yīng)用價(jià)值。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員何祖華認(rèn)為，這項(xiàng)研究揭示了一個(gè)蘊(yùn)藏在水稻品種資源中的紋枯病抗性新機(jī)制，為解決水稻抗紋枯病育種這個(gè)長(zhǎng)期困擾育種界的問(wèn)題提供了基因資源和技術(shù)基礎(chǔ)，是我國(guó)水稻抗病遺傳育種的一個(gè)新的重大成果。
目前，團(tuán)隊(duì)正在將此基因應(yīng)用于我國(guó)粳稻品種的紋枯病抗性改良，將有望減少對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴，提升糧食安全保障能力，并推動(dòng)農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41588-025-02281-4
本文鏈接：http://m.enbeike.cn/news-8-6342-0.html科學(xué)家找到可用于育種的水稻抗紋枯病基因
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