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中國科學家讓水稻不用農藥也能抗病 發(fā)現關鍵基因Xa48

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2026-04-09 14:53:49  新聞晨報

近20年來，由于極端天氣頻發(fā)、水稻主栽品種抗源單一以及病原菌快速變異等因素，水稻白葉枯病已從區(qū)域性檢疫病害蔓延至全國所有稻區(qū)，成為制約水稻高產穩(wěn)產的重要瓶頸。挖掘新型抗病基因、培育抗病與產量兼顧的水稻新品種，已成為保障國家糧食安全的迫切需求。中科院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心何祖華院士團隊聯合上海交通大學、浙江大學等單位，在國際頂級期刊《自然》上發(fā)表了一項重要成果。研究成功克隆了廣譜抗白葉枯病基因Xa48，闡明了水稻免疫抗病的新機制，揭示了馴化過程中抗病與產量的平衡規(guī)律，為培育高抗高產水稻新品種提供了關鍵理論和技術支撐。

研究團隊對數千份水稻資源進行大規(guī)模篩選，利用能克服傳統抗病基因Xa21的毒性菌株，在秈稻品種“雙科早”中鑒定出全新抗病基因Xa48。與Xa21主要針對東南亞病原菌不同，Xa48更適配我國及東北亞地區(qū)流行的白葉枯病菌，抗性更具針對性。Xa48編碼免疫受體蛋白，可精準識別病原菌毒性蛋白 XopG，通過降解免疫抑制蛋白OsVOZ1/2激活水稻防御系統，從源頭阻止病菌入侵。這一全新免疫作用模型為水稻抗白葉枯病機制研究提供了重要科學依據。

水稻分為秈稻與粳稻兩大亞種，二者抗病性差異顯著。本次研究首次從進化角度給出答案：在數千年人工馴化中，粳稻基因組逐漸丟失了Xa48，而該基因僅保留在秈稻中。原因是Xa48相關免疫模塊會影響粳稻產量性狀。歷史上粳稻多種植于長江以北，水患與病害壓力較??；秈稻主栽于高溫高濕、病害高發(fā)的南方稻區(qū)。在“高產優(yōu)先”的選擇壓力下，粳稻逐步舍棄Xa48，而南方秈稻則保留了這一抗病關鍵基因。研究還提出，我國古代水利灌溉體系的發(fā)展改變了稻田病害發(fā)生環(huán)境，間接塑造了水稻亞種間的抗病基因差異。

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