稻曲病是水稻生產中極具威脅的病害之一,由真菌Ustilaginoidea virens引發。稻曲病菌通過侵染水稻花器形成稻曲球,取代正常稻谷,導致水稻產量降低和品質下降。更令人擔憂的是,病原體產生的多種稻曲毒素會污染稻米,威脅人類健康。近年來,隨著對稻曲病菌侵染過程、基因組學及致病機理等方面研究的深入,人們對稻曲病發生機理的認識正在逐步加深,但對水稻抗稻曲病機制的理解仍處于初級階段。
近日,崖州灣國家實驗室周儉民/樊晶團隊與四川農業大學、吉林農業大學合作在Journal of Genetics and Genomics在線發表題為“
Understanding and enhancing rice resistance to false smut disease”的綜述論文。該綜述系統梳理了近年來水稻抗稻曲病研究最新進展揭示了水稻與稻曲病菌的多維度互作機制為水稻抗病育種提供了理論與技術支撐
該綜述系統總結了水稻抗稻曲病研究的關鍵內容,包括抗病性評估方法、數量抗性位點鑒定、水稻穗部防御策略、病原體效應子驅動的抗病基因鑒定、抗病育種利用和基因工程改良等。在此基礎上,該綜述提出一套提高稻曲病抗性的綜合策略,包括避病、免疫激活、代謝調控和抑制易感因子等,并基于水稻與稻曲病菌互作關鍵階段,提出水稻的“四階段防御模型”,為未來稻曲病抗病研究和精準培育抗病水稻品種提供理論框架和實踐指導。
水稻抗稻曲病的“四階段防御模型”
基于稻曲病菌的侵染途徑和生物學特性提出的水稻與稻曲病菌互作四個關鍵階段:接觸階段、侵入階段、定殖階段、成球階段。針對這四個階段理解與改良水稻稻曲病抗性,應關注根部抗性、穗部性狀、抽穗期、穎殼物理化學防御、花絲/柱頭免疫、最終定殖界面(成球階段如何建立營養攝取界面)等科學問題。
作者簡介
四川農業大學青年教師李德強和碩士研究生劉小玲為該綜述共同第一作者,崖州灣國家實驗室/四川農業大學樊晶教授為通訊作者。相關工作得到國家自然科學基金和四川省自然科學基金等資助。
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