近日,国家自然科学基金委员会公布了2025年度非集中受理期部分项目的评审结果。截至目前,华中农业大学在2025年全年共获得国家自然科学基金项目资助213项,累计获直接经费达1.37亿元,较2024年同期分别增长了20.3%和17.1%。其中,李国田教授获得青年科学基金A类项目(原国家杰出青年科学基金项目)的资助。
不久前,李国田教授以第一和通讯作者在《Nature》发表了题为“Integrated biotechnological and AI innovations for crop improvement”的综述文章。此前,李国田教授团队还在《Nature》杂志上发表了题为“Genome editing of a rice CDP-DAG synthase confers multipathogen resistance”的研究成果。该研究克隆了一个广谱抗病类病斑突变体基因RBL1,并通过基因编辑技术创建了新基因RBL1Δ12。这一新基因不仅增强了作物对多种病害的抗性,而且保持了作物产量稳定,相较于传统抗病基因,RBL1Δ12具有更广泛的适用性和更强的普适性,显示出巨大的抗病育种应用潜力。
作为全球重要的粮食作物之一,水稻经常受到诸如稻瘟病、稻曲病和白叶枯病等病害的威胁。尤其是稻瘟病,因其广泛分布且破坏性强,被称作“水稻癌症”,每年导致数以千万吨计的产量损失。因此,培育广谱抗病品种成为防控这些病害最经济有效的策略,对于保障全球粮食安全至关重要。然而,尽管类病斑突变体材料能自发产生超敏反应坏死斑,从而提供广谱抗病性,但其低产特性限制了这类基因的应用。
李国田教授团队联合加州大学戴维斯分校等机构,从全基因组测序的水稻突变体库中筛选出一个名为rbl1的突变株系,它对稻瘟病菌和白叶枯菌均表现出良好的抗性。进一步研究表明,RBL1基因通过调控磷脂酰肌醇的生物合成影响细胞程序性死亡和免疫反应。此外,研究还揭示了PI(4,5)P2这种磷脂在水稻-稻瘟病菌相互作用中的关键角色,提示了一种新的平衡产量与免疫的方法。
基于此,研究团队通过对RBL1基因进行多位点编辑,开发出了RBL1Δ12基因。携带RBL1Δ12的水稻株系仅在成株期表现出轻微的类病斑表型,同时显著提升了对多种病原菌的抗性。田间试验显示,在严重稻瘟病发生时,rbl1Δ12株系能够挽救约40%的产量损失。此外,初步测试表明RBL1Δ12在小麦抗锈病和纹枯病方面也有显著效果,证明其在作物抗病育种中有广阔的应用前景。
这项研究成果得到了国内外同行的高度评价,《Nature》杂志还邀请作者以Research Briefing形式进行了科普报道。这不仅扩大了抗病基因资源,也为作物抗病育种及植物病害绿色防控提供了新的思路,对于保障国家粮食安全具有重要意义。
