隨著全球氣候變暖，極端天氣事件頻發(fā)，水稻白葉枯病這一曾局限于特定區(qū)域的病害，如今已蔓延至全國主要稻區(qū)，成為威脅水稻產(chǎn)量的重要因素。臺(tái)風(fēng)和洪水等自然災(zāi)害的加劇，進(jìn)一步放大了該病害的危害程度，傳統(tǒng)抗病手段面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

近日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表了一項(xiàng)由中國科研團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的重要研究成果。該研究首次闡明了水稻抗病基因在秈稻和粳稻馴化過程中呈現(xiàn)差異化選擇的現(xiàn)象，并成功開發(fā)出針對(duì)白葉枯病的廣譜抗病技術(shù)模塊?；谶@一技術(shù)培育的新型水稻品種，在經(jīng)歷極端氣候脅迫后仍能保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)從全球數(shù)千份水稻種質(zhì)資源中，鑒定出一個(gè)新型廣譜抗病基因Xa48。該基因通過編碼免疫受體蛋白，可精準(zhǔn)識(shí)別東北亞地區(qū)病原菌分泌的毒性蛋白XopG，從而觸發(fā)植物免疫反應(yīng)。與已知的Xa21基因（主要針對(duì)東南亞病原菌）形成互補(bǔ)，Xa48的發(fā)現(xiàn)為構(gòu)建雙重抗病體系提供了關(guān)鍵基因資源。

基因分析顯示，Xa48在秈稻和粳稻中經(jīng)歷了截然不同的進(jìn)化路徑。由于該基因構(gòu)成的免疫模塊會(huì)顯著降低粳稻產(chǎn)量，在數(shù)千年馴化過程中，粳稻幾乎完全丟失了這一基因，而秈稻則將其保留至今。這種差異化選擇與古代農(nóng)業(yè)灌溉體系的發(fā)展密切相關(guān)——北方地區(qū)病害壓力減輕后，影響產(chǎn)量的抗病基因逐漸被淘汰。

科研人員創(chuàng)造性地將Xa21和Xa48進(jìn)行基因聚合，構(gòu)建出雙層免疫防御平臺(tái)。其中Xa21提供基礎(chǔ)抗病能力，如同人體對(duì)普通感冒的天然防御；Xa48則增強(qiáng)?；共⌒裕愃埔呙鐚?duì)特定病原體的精準(zhǔn)打擊。田間試驗(yàn)表明，新型水稻品種在不同生態(tài)區(qū)均表現(xiàn)出穩(wěn)定抗性，且主要農(nóng)藝性狀未受影響，有效解決了抗病性與產(chǎn)量之間的矛盾。

這項(xiàng)突破性成果已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段，隆平高科、荃銀高科等育種企業(yè)正將其用于抗病新品種選育。該研究首次在作物領(lǐng)域證實(shí)，通過疊加不同免疫網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)廣譜抗病性，同時(shí)維持高產(chǎn)特性，為應(yīng)對(duì)氣候變化下的糧食安全挑戰(zhàn)提供了新思路。

此前，該團(tuán)隊(duì)曾在《科學(xué)》雜志發(fā)表稻瘟病廣譜抗病基因Pigm的研究成果。此次在白葉枯病防治領(lǐng)域的進(jìn)展，標(biāo)志著我國在水稻重大病害防控研究方面持續(xù)保持國際領(lǐng)先地位，相關(guān)技術(shù)體系正在從實(shí)驗(yàn)室走向田間，為保障國家糧食安全構(gòu)筑起雙重種質(zhì)屏障。