Nature |?中國農業大學彭友良團隊揭示增強水稻廣譜抗病性的新策略

水稻是世界一半人口的口糧作物，也是我國的主要口糧作物，因此，如何持續提高水稻的產量、保障其穩產是我國乃至世界糧食安全的重要研究課題。水稻在其生長過程中常受到多種真菌病害的侵襲，其中稻瘟病、紋枯病、稻曲病、胡麻葉斑病、惡苗病以及穗腐病等真菌病害是毀滅性的。如何減少這些真菌病害的危害是保障我國水稻穩產面臨的技術難題。盡管種植抗病品種是防控植物病害的經濟有效措施，但目前尚缺少同時抵抗這些真菌病害的 廣譜抗病水稻品種。

北京時間3月26日，中國農業大學植保學院彭友良團隊在國際學術期刊Nature上發表了題為InactivatingSnRK1β1Apromotes broad-spectrum disease resistance in rice的研究論文。該研究發現，水稻多種病原真菌共進化出了一個保守的效應蛋白Gas2，共同靶向水稻誘導性感病蛋白SnRK1β1A，敲除該蛋白的編碼基因可增強水稻的廣譜抗病性。

該研究發現，水稻的稻瘟病 菌、紋枯病菌、稻曲病菌、胡麻葉斑病菌、惡苗病菌和穗腐病菌等共同進化出了一個三維結構相似、功能保守的胞內效應蛋白Gas2。通過分子功能研究，他們還發現該效應蛋白靶向水稻的SnRK1β1A蛋白，促進病菌對水稻的侵染；并確定Gas2是一個具有核定位功能的效應蛋白，通過與水稻SnRK1β1A的互作，減少SnRK1β1A的泛素化降解、并引導SnRK1β1A進入水稻細胞核。

Gas2效應蛋白在多個水稻真菌病原菌中功能保守

研究團隊進一步解析了水稻的 SnRK1β1A蛋白的分子功能，發現SnRK1β1A是 一個病菌侵染可誘導性蛋白，對SnRK1催化亞基SnRK1α1起負調控作用，通過抑制SnRK1α1的激酶活性和核定位及其介導的基礎抗性，促進水稻的感病性。尤其是，通過 基因敲除和過表達證明SnRK1β1A是一個感病基因，其敲除體在室內和田間對稻瘟病、紋枯病、稻曲病、胡麻葉斑病、惡苗病以及穗腐病等呈現廣譜抗病性，在正常栽培條件具有野生型水稻相似的農藝性狀，并顯著減少稻瘟病等引起的產量損失。

敲除Gas2靶向的水稻感病基因SnRK1β1A可增強廣譜抗病性

該團隊提出了創制廣譜抗病植物的新策略：鑒定不同病原菌間保守的效應蛋白及其共同靶向的誘導性感病蛋白，通過敲除該蛋白的編碼基因可使植物獲得廣譜抗病性，且不影響其生長和發育。該策略對其它作物的廣譜抗病性育種亦有借鑒意義。

彭友良團隊的博士畢業生袁貴鑫（現為崖州灣國家實驗室博士后），盧訓莉副教授，博士畢業生王邢斌為論文的共同第一作者，彭友良教授為論文的通訊作者。彭友良團隊的博士后王世維、博士研究生李夢菲、黃兆祥、張峰瑞，以及張鑫博士、楊俊教授、郭海龍教授、Vijai Bhadauria教授、朱旺升教授、趙文生教授，海南大學李志剛副教授，崖州灣國家實驗室的周儉民研究員和袁猛教授參與了該項研究。該研究得到了國家自然科學基金重大項目、水稻產業體系、拼多多-中國農業大學研究基金、農林生物安全全國重點實驗室聯合攻關項目以及中國農業大學2115人才培育發展計劃等的資助。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10273-5