原標(biāo)題：我省科研團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞》上發(fā)表重大聯(lián)合研究成果——

破解水稻抗病毒密碼 培育抗病不減產(chǎn)品種

水稻改良實(shí)驗(yàn)對(duì)照?qǐng)D (受訪者供圖）

“團(tuán)隊(duì)首次證實(shí)獨(dú)腳金內(nèi)酯（Strigolactone，SL）這一重要植物激素，其相關(guān)的信號(hào)通路是水稻自身抵抗病毒的關(guān)鍵，而且能同時(shí)抑制水稻鋸齒葉矮縮病毒、南方水稻黑條矮縮病毒等多種危害水稻的病毒。”2月25日，福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)林生物安全全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、教授吳建國(guó)在接受記者采訪時(shí)介紹。

24日，相關(guān)研究成果在國(guó)際頂級(jí)期刊《Cell》（《細(xì)胞》）上發(fā)表，成果由福建農(nóng)林大學(xué)教授吳建國(guó)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合加州大學(xué)河濱分校教授丁守偉、清華大學(xué)研究員閆利明團(tuán)隊(duì)完成。

據(jù)介紹，水稻病毒病是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的“頑疾”，一旦感染常導(dǎo)致水稻減產(chǎn)，而常規(guī)抗病育種又容易影響水稻產(chǎn)量。為此，破解水稻抗病毒密碼成為科學(xué)家長(zhǎng)期攻關(guān)的難題。該研究首次在機(jī)制層面貫通獨(dú)腳金內(nèi)酯（Strigolactone，SL）激素信號(hào)通路與動(dòng)植物中高度保守的抗病毒RNAi免疫體系，成功破解水稻抗病毒密碼，并培育出抗病不減產(chǎn)的水稻改良品種。

獨(dú)腳金內(nèi)酯是一類(lèi)重要植物激素，能影響植物分枝、莖稈生長(zhǎng)等，此前科學(xué)家們并不知道它和水稻的抗病毒能力有關(guān)。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，水稻感染草狀矮化病毒等多種常見(jiàn)病毒后，會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)得矮、分枝變多的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)研究，團(tuán)隊(duì)找到其中關(guān)鍵原理：水稻被病毒侵染后，會(huì)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子MID1的表達(dá)，它能激活水稻體內(nèi)的抗病毒基因，但這個(gè)過(guò)程需要轉(zhuǎn)錄激活因子ONAC131的協(xié)助。

“獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)通過(guò)維持ONAC131的表達(dá)水平，確保其有效‘輔助’MID1啟動(dòng)下游抗病毒基因的轉(zhuǎn)錄，從而增強(qiáng)水稻自身的抗病毒能力�！眳墙▏�(guó)解釋。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步綜合利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物化學(xué)與遺傳學(xué)手段，系統(tǒng)揭示水稻草狀矮化病毒（RGSV）的反防御策略，也就是摸清了病毒的“搗亂招數(shù)”。

“通過(guò)先進(jìn)的冷凍電鏡技術(shù)，團(tuán)隊(duì)看清了病毒的致病蛋白P3會(huì)和水稻的D14蛋白‘綁定’，并霸占D14的關(guān)鍵位點(diǎn)，讓獨(dú)腳金內(nèi)酯的信號(hào)傳不下去。這樣一來(lái)，水稻的抗病毒能力被抑制，生長(zhǎng)發(fā)育也會(huì)出問(wèn)題，這就是病毒讓水稻生病減產(chǎn)的核心原因�！眳墙▏�(guó)進(jìn)一步介紹，基于此研究成果，研究團(tuán)隊(duì)成功篩選出能夠“逃逸”病毒P3靶向的D14突變體——D102A/N，突變體在保障水稻正常生長(zhǎng)發(fā)育的同時(shí)，通過(guò)改變關(guān)鍵結(jié)合界面使病毒蛋白P3“無(wú)從下手”。

記者從福建農(nóng)林大學(xué)團(tuán)隊(duì)獲悉，該研究成果已通過(guò)前沿基因編輯技術(shù)轉(zhuǎn)化為可直接應(yīng)用的育種材料。

“我們將‘病毒逃逸’特性精準(zhǔn)引入水稻基因組，所得改良水稻在田間條件下對(duì)RGSV表現(xiàn)出顯著增強(qiáng)的抗性，且株型、產(chǎn)量等關(guān)鍵農(nóng)藝性狀與常規(guī)品種無(wú)明顯差異，成功實(shí)現(xiàn)了‘抗病不減產(chǎn)’的育種目標(biāo)�！眳墙▏�(guó)說(shuō)。

中國(guó)科學(xué)院院士、崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究員錢(qián)前認(rèn)為，該研究實(shí)現(xiàn)了從基礎(chǔ)理論突破到農(nóng)業(yè)應(yīng)用輸出的全鏈條創(chuàng)新，為面向國(guó)家重大需求的作物精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種提供了具有示范意義的成功案例。（記者 蔣豐蔓）