中國農科院植保所合作發現一個具有重大育種應用價值的水稻抗紋枯病基因SBRR1

核心提示：近日，中國農科院植物保護研究所、揚州大學、河北師範大學、中國農業大學等單位合作，在水稻中發現一個具有重大育種價值的抗紋枯病基因SBRR1，相關結果以研究長文形式發表在最新一期《Nature Genetics》期刊。……（世界食品網-www.shijieshipin.com）

近日，中國農科院植物保護研究所、揚州大學、河北師範大學、中國農業大學等單位合作，在水稻中發現一個具有重大育種價值的抗紋枯病基因SBRR1，相關結果以研究長文形式發表在最新一期《Nature Genetics》期刊。

由強腐生性真菌“立枯絲核菌”引起的紋枯病是世界範圍內最具破壞性的水稻病害之一，可導致10~30%的產量損失，在我國，該病年均發生面積達2.4億畝次，造成近百萬噸產量損失。當前推廣的絕大多數水稻品種易感紋枯病，由於水稻紋枯病抗性受多基因控制，且過去長期缺乏精準高效的紋枯病抗病表型鑑定方法，導致至今克隆到有育種價值的抗紋枯病基因還非常有限，阻礙了水稻抗紋枯病育種進程。因此發掘抗紋枯病基因資源，進而培育抗紋枯病水稻新品種，具有重要意義。

植保所植物抗病功能基因創新任務團隊於2015年便開始收集整理國內外不同地區的水稻推廣品種，對其中200餘份品種開展了基因組簡化測序和標記圖譜繪製工作，由揚州大學主導完成水稻羣體紋枯病精準抗性鑑定工作；隨後通過GWAS結合多組學以及分子功能驗證方法鑑定到一個編碼G型凝集素受體類蛋白激酶基因，該基因的表達受紋枯病菌侵染顯著誘導，並將其命名爲SBRR1（Sheath Blight Resistance RLK 1）。SBRR1抗病等位基因SBRR1-R啓動子相較於其感病等位基因SBRR1-S多插入一個256 bp片段，且紋枯病菌對SBRR1-R表達的誘導程度顯著高於SBRR1-S。遺傳學互補實驗驗證了SBRR1的啓動子變異是決定其等位基因間抗病功能差異的關鍵。同時還發現，SBRR1的激酶活性對其抗病功能至關重要，紋枯病菌侵染能顯著誘導SBRR1的TT682/683的磷酸化，遺傳實驗也證實TT682/683的磷酸化是SBRR1介導水稻紋枯病的關鍵。

SBRR1-R起源於普通野生稻中的秈稻祖先亞羣，並在隨後的演化及育種選擇進程中，被更多保留在氣候環境更適宜紋枯病發生地區的秈稻品種中，而大部分氣候環境不太適宜紋枯病發生的高緯度地區的粳稻品種中普遍缺乏SBRR1-R。通過標記輔助選擇將其導入江蘇高產感病推廣粳稻品種 “泰粳394（T394）”中，田間鑑定發現，在紋枯病嚴重發生情況下，攜帶SBRR1-R的導入系T394-SBRR1R相對於野生型對照小區平均少損失產量達9.54%，說明SBRR1-R在抗紋枯病育種中具有重要應用價值。

SBRR1機制研究表明，其上游轉錄因子bHLH57以及下游啓動的幾丁質酶基因抗病信號通路是SBRR1基因介導抗病性的關鍵。

揚州大學馮志明副教授、博士研究生高鵬和王廣達、中國農業科學院植物保護研究所康厚祥研究員爲論文共同第一作者。揚州大學左示敏教授和楊澤峰教授爲論文共同通訊作者。河北師範大學、中國農業大學等單位參與了此項研究工作。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的聯合資助。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41588-025-02281-4

日期：2025-07-31