水稻是最重要的粮食作物之一,由稻瘟病菌引起的稻瘟病(rice blast disease)严重危害水稻等粮食作物的安全生产。培育抗性品种是控制稻瘟病最经济有效、环保安全的策略。新时代生态文明建设纵深发展,也对深入认识作物抗病遗传基础理论和提升抗病育种产业技术水平提出了现实要求。挖掘鉴定水稻稻瘟病抗病基因资源并解析抗病分子机制,可以夯实抗病育种的理论基石,为推动育种实践发展提供关键技术支撑,对保障粮食安全及促进生态文明建设意义重大。
近日,四川农业大学陈学伟教授课题组在The Crop Journal在线发表了题为“Fighting the enemy: how rice survives the blast pathogen’s attack”的综述文章,全面介绍了水稻抵御稻瘟病的免疫调控机制最新研究进展,探讨了当前水稻稻瘟病研究面临的挑战,并提出了相应的对策。
该综述的主要内容有:(1)阐述了水稻多种抗病毒防御机制的最新进展;(2)归纳了水稻中已经鉴定和克隆的抗病毒R基因和隐性抗性基因;(3)基于基因工程、测序技术和CRISPR/Cas基因编辑系统的不断发展和更新迭代,预测了将来得以广泛应用的几种抗病毒育种策略来改良水稻新种质;(4)提出了一些水稻抗病毒领域仍未解决的疑难问题,包括水稻抗病毒R基因中重复序列的功能和进化上的意义不清楚,水稻病毒病间歇性爆发的本质和具体的机制不清晰;水稻病毒病不能通过种子感染后代的本质不明确等等。
未来的研究应聚焦于传统育种与分子育种的优势,将基础研究挖掘的抗病毒基因应用于生产,加速野生稻的驯化,培育出更强耐受性的新型驯化水稻,为水稻抗病毒育种带来革新性的变化。
图1 增强水稻稻瘟病抗性的技术策略