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华中农业大学发现水稻抗病新基因：可减少近四成水稻产量损失

时间：2023-06-16 14:03:43 来源：中国日报网

水稻是全球重要的粮食作物之一，常常受到稻瘟病、稻曲病和白叶枯病等多种病害的威胁。稻瘟病是一种严重的真菌病害，在学界被称为“水稻癌症”，每年给我国造成的粮食损失就高达30亿公斤。培育广谱抗病品种是实现水稻瘟病绿色防控的最有效措施，对保障我国和全球粮食安全具有重要意义。

(资料图片)

此前，科学家已经发现了一种名为RBL1的类病斑突变体基因，具有广谱抗病性，但这种具有突变体基因的水稻产量较低，限制了其在水稻抗病育种中的应用。

6月14日，《自然》杂志发表了华中农业大学李国田教授团队牵头完成的一项重要研究成果，这项研究克隆了一种名为RBL1的广谱抗病类突变体基因，并通过基因编辑技术成功创制了一个名为RBL1Δ12的新基因，该基因可将水稻的抗性等级提高3级，减少39％水稻产量损失，若推广应用可挽救8亿公斤粮食、满足1500万人一年粮食需求。

与传统的抗病基因相比，这个基因还具有更强的普适性、跨物种特性，且具有广阔的抗病育种应用前景，可实现对稻瘟病、白叶枯、稻曲病三病抗性的“加持”。该研究成果得到了国内外同行的高度评价，并在《自然》杂志上以研究简报的形式进行了科普性报道。

2013年前后，农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室李国田教授在3000多份材料中筛选出特别抗性的突变体并克隆了该基因，并陆续应用于实验之中。然而，那时该突变体抗性极强、生长极差，难以收获足够的种子，大量的遗传学工作在艰难“掘进”之中。

科研的进步，得益于新技术的发展。2015年前后，“基因编辑”技术在水稻上日益成熟，这把神奇的“分子剪刀”大大拓展了实验边界。2018年，李国田从加州大学回国就职于华中农大，他和团队成员一道，从扩大研究到温室扩繁再到大田测试，科研进程不断向前推进。

2020年9月的某一天，武汉，狮子山北麓，一株株表型优异的水稻正迎风展绿。这引起了李国田的特别注意，它是一株基因优化的水稻——在不改变表型、产量和其他重要性状前提下，可显著提高稻瘟病抗性等级。这一发现让团队成员无比兴奋。

研究团队对RBL1基因进行了编辑，在基因序列的多个位置进行了修改，创造出了一种名为RBL1Δ12的新基因。研究结果表明，该基因显著增强了水稻对不同地区的稻瘟菌、白叶枯菌和稻曲菌生理小种的抗性。在田间试验中发现，RBL1Δ12突变体稳定产量，并且在稻瘟病害严重发生时能够挽救近四成的产量损失。

研究团队还发现，该基因在小麦抗锈病和纹枯病上也具有显著效果，进一步证明了该基因在作物抗病育种、植物病害绿色防控、保障国家粮食安全中的巨大应用潜力。

据了解，该研究集合了全球同行的协同攻关，除了李国田团队实验室，还汇聚了来自加州大学戴维斯分校、西北农林科技大学和法国波尔多大学等20余位学者的科研接力。

来自李国田团队的沙干和孙鹏告诉记者，由于观察实验，他们已连续三年与导师一起过年。每年4、5月份，王寅就要和师兄一起去海南南繁基地，40多度的高温，几千株苗得一株一株接。周亚茹和韩欣雨则对每年的“插秧小能手”比赛印象深刻。每年春耕月份的凌晨4、5时，导师和同学们一起来到山北基地，手持幼苗，脚踩泥土，分区插秧。他们精心标识着水稻区块，评出一年一度的“插秧小能手”。

在这种精神感召下，如今，团队已经有20余人，他们一起翻地插秧、脱粒考种、大战蚊虫、实验分析。李国田介绍，目前带有“RBL12”广谱抗病的秧苗在恩施长势正好，那里是中国稻瘟病最复杂的区域之一。若推广应用到育种一线，这种新型广谱抗病基因将真正赋能国家粮食安全。

（中国日报湖北记者站：周荔华刘坤）

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