科學家找到可用于育種的水稻抗紋枯病基因

7月30日，《自然—遺傳學》在線發表了揚州大學教授左示敏團隊聯合中國農業科學院植物保護研究所、河北師范大學等單位克隆的水稻抗紋枯病優異基因SBRR1-R。此基因蘊藏在水稻自然品種中，且具有顯著育種價值，將為攻克紋枯病這一長期制約水稻高產穩產的“頑疾”提供關鍵基因資源。

“該研究首次從水稻自然品種中克隆出抗紋枯病關鍵基因，并揭示了其抗病分子調控網絡，豐富了對水稻抗病機制的認識，為水稻抗紋枯病育種提供了基因資源和技術支撐。”中國工程院院士、中國農科院作物科學研究所研究員萬建民表示。

紋枯病由強腐生性真菌“立枯絲核菌”引起，是世界范圍內最具破壞性的水稻病害之一，常導致10~30%的產量損失，被稱為水稻生產的“頑疾”。目前生產上推廣的水稻品種普遍易感紋枯病。因此，發掘有效的抗紋枯病基因并培育抗紋枯病新品種，是保障國家糧食安全的重大戰略需求。然而，由于紋枯病抗性遺傳復雜且缺乏精準高效的抗性鑒定技術，國際上具有明確育種價值的抗紋枯病基因克隆長期處于空白狀態。

左示敏帶領團隊成員歷經十余年持續攻關，先后挖掘了一系列調控紋枯病抗性的相關基因。“我們創新性建立了一套紋枯病抗性表型精準鑒定技術體系，結合全基因組關聯分析，成功鑒定出關鍵抗病基因SBRR1，其優異單倍型SBRR1-R啟動子區域攜帶特殊插入片段，能顯著增強抗病性。”左示敏介紹。

該優異單倍型起源于普通野生稻中的秈稻祖先亞群，并在隨后的演化進程中，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，而粳稻品種中普遍缺乏該單倍型。

研究團隊將SBRR1-R 導入江蘇主栽粳稻品種中，在不影響主要農藝性狀和產量性狀，且在紋枯病嚴重發生情況下，可使紋枯病造成的產量損失減少9.54%，展現了SBRR1-R在抗紋枯病分子育種中具有重要育種應用價值。

中國科學院院士、中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員何祖華認為，這項研究揭示了一個蘊藏在水稻品種資源中的紋枯病抗性新機制，為解決水稻抗紋枯病育種這個長期困擾育種界的問題提供了基因資源和技術基礎，是我國水稻抗病遺傳育種的一個新的重大成果。

目前，團隊正在將此基因應用于我國粳稻品種的紋枯病抗性改良，將有望減少對化學農藥的依賴，提升糧食安全保障能力，并推動農業的綠色可持續發展。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41588-025-02281-4