近日，中国农科院植物保护研究所、扬州大学、河北师范大学、中国农业大学等单位合作，在水稻中发现一个具有重大育种价值的抗纹枯病基因SBRR1，相关结果以研究长文形式发表在最新一期《Nature Genetics》期刊。
由强腐生性真菌“立枯丝核菌”引起的纹枯病是世界范围内最具破坏性的水稻病害之一，可导致10~30%的产量损失，在我国，该病年均发生面积达2.4亿亩次，造成近百万吨产量损失。当前推广的绝大多数水稻品种易感纹枯病，由于水稻纹枯病抗性受多基因控制，且过去长期缺乏精准高效的纹枯病抗病表型鉴定方法，导致至今克隆到有育种价值的抗纹枯病基因还非常有限，阻碍了水稻抗纹枯病育种进程。因此发掘抗纹枯病基因资源，进而培育抗纹枯病水稻新品种，具有重要意义。
植保所植物抗病功能基因创新任务团队于2015年便开始收集整理国内外不同地区的水稻推广品种，对其中200余份品种开展了基因组简化测序和标记图谱绘制工作，由扬州大学主导完成水稻群体纹枯病精准抗性鉴定工作；随后通过GWAS结合多组学以及分子功能验证方法鉴定到一个编码G型凝集素受体类蛋白激酶基因，该基因的表达受纹枯病菌侵染显著诱导，并将其命名为SBRR1（Sheath Blight Resistance RLK 1）。SBRR1抗病等位基因SBRR1-R启动子相较于其感病等位基因SBRR1-S多插入一个256 bp片段，且纹枯病菌对SBRR1-R表达的诱导程度显著高于SBRR1-S。遗传学互补实验验证了SBRR1的启动子变异是决定其等位基因间抗病功能差异的关键。同时还发现，SBRR1的激酶活性对其抗病功能至关重要，纹枯病菌侵染能显著诱导SBRR1的TT682/683的磷酸化，遗传实验也证实TT682/683的磷酸化是SBRR1介导水稻纹枯病的关键。
SBRR1-R起源于普通野生稻中的籼稻祖先亚群，并在随后的演化及育种选择进程中，被更多保留在气候环境更适宜纹枯病发生地区的籼稻品种中，而大部分气候环境不太适宜纹枯病发生的高纬度地区的粳稻品种中普遍缺乏SBRR1-R。通过标记辅助选择将其导入江苏高产感病推广粳稻品种 “泰粳394（T394）”中，田间鉴定发现，在纹枯病严重发生情况下，携带SBRR1-R的导入系T394-SBRR1R相对于野生型对照小区平均少损失产量达9.54%，说明SBRR1-R在抗纹枯病育种中具有重要应用价值。
SBRR1机制研究表明，其上游转录因子bHLH57以及下游启动的几丁质酶基因抗病信号通路是SBRR1基因介导抗病性的关键。
扬州大学冯志明副教授、博士研究生高鹏和王广达、中国农业科学院植物保护研究所康厚祥研究员为论文共同第一作者。扬州大学左示敏教授和杨泽峰教授为论文共同通讯作者。河北师范大学、中国农业大学等单位参与了此项研究工作。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的联合资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41588-025-02281-4
日期：2025-07-31
