【文献导读】中国农业大学植保学院彭友良团队发表增强水稻广谱抗病性的新策略

北京时间3月26日，植保学院彭友良团队在国际学术期刊《自然》(Nature)上发表了题为《敲除SnRK1β1A基因促进水稻广谱抗病性》(Inactivating SnRK1β1A promotes broad-spectrum disease resistance in rice)的研究论文。该团队发现：水稻多种病原真菌共进化出了一个保守的效应蛋白Gas2，共同靶向水稻诱导性感病蛋白SnRK1β1A，敲除该蛋白的编码基因可增强水稻的广谱抗病性。

水稻是世界一半人口的口粮作物，也是我国的主要口粮作物，因此，如何持续提高水稻的产量、保障其稳产是我国乃至世界粮食安全的重要研究课题。水稻在其生长过程中常受到多种真菌病害的侵袭，其中稻瘟病、纹枯病、稻曲病、胡麻叶斑病、恶苗病以及穗腐病等真菌病害是毁灭性的。如何减少这些真菌病害的危害是保障我国水稻稳产面临的技术难题。尽管种植抗病品种是防控植物病害的经济有效措施，但目前尚缺少同时抵抗这些真菌病害的广谱抗病水稻品种。为此，彭友良团队开展了广谱抗病水稻资源发掘和创制的策略研究。

Gas2效应蛋白在多个水稻真菌病原菌中功能保守

该团队发现，水稻的稻瘟病菌、纹枯病菌、稻曲病菌、胡麻叶斑病菌、恶苗病菌和穗腐病菌等共同进化出了一个三维结构相似、功能保守的胞内效应蛋白Gas2。通过分子功能研究，他们还发现该效应蛋白靶向水稻的SnRK1β1A蛋白，促进病菌对水稻的侵染；并确定Gas2是一个具有核定位功能的效应蛋白，通过与水稻SnRK1β1A的互作，减少SnRK1β1A的泛素化降解、并引导SnRK1β1A进入水稻细胞核。

敲除Gas2靶向的水稻感病基因SnRK1β1A

可增强广谱抗病性

该团队进一步解析了水稻的SnRK1β1A蛋白的分子功能，发现SnRK1β1A是一个病菌侵染可诱导性蛋白，对SnRK1催化亚基SnRK1α1起负调控作用，通过抑制SnRK1α1的激酶活性和核定位及其介导的基础抗性，促进水稻的感病性。尤其是，通过基因敲除和过表达证明SnRK1β1A是一个感病基因，其敲除体在室内和田间对稻瘟病、纹枯病、稻曲病、胡麻叶斑病、恶苗病以及穗腐病等呈现广谱抗病性，在正常栽培条件具有野生型水稻相似的农艺性状，并显著减少稻瘟病等引起的产量损失。

籍此，该团队提出了创制广谱抗病植物的新策略：鉴定不同病原菌间保守的效应蛋白及其共同靶向的诱导性感病蛋白，通过敲除该蛋白的编码基因可使植物获得广谱抗病性，且不影响其生长和发育。该策略对其它作物的广谱抗病性育种亦有借鉴意义。

彭友良团队的博士毕业生袁贵鑫（现为崖州湾国家实验室博士后），卢训莉副教授，博士毕业生王邢斌为论文的共同第一作者，彭友良教授为论文的通讯作者。彭友良团队的博士后王世维、博士研究生李梦菲、黄兆祥、张峰瑞，以及张鑫博士、杨俊教授、郭海龙教授、Vijai Bhadauria教授、朱旺升教授、赵文生教授，海南大学李志刚副教授，崖州湾国家实验室的周俭民研究员和袁猛教授参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金重大项目、水稻产业体系、拼多多-中国农业大学研究基金、农林生物安全全国重点实验室联合攻关项目以及中国农业大学2115人才培育发展计划等的资助。

附论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10273-5

该论文共同第一作者卢训莉老师表示：投稿前主要是学生们的压力大，彭老师对文章的创新性有较高的想法，学生们觉得不知道能不能发到高水平杂志。投稿后审稿人的要求特别多，一开始不知道我们能不能满足这些不同的要求，好在我们的课题中，稻瘟菌和水稻不同背景突变体遗传学的表型非常的确定，分子机理的逻辑线条很清晰，历经2轮返修，尽管漫长，最后都补上这些实验。最终文章被接受，学生们也都觉得前面的这些汗水和努力都是值得的。

本院学生表示：作为植保学院的一名学生，当得知彭友良教授团队在《自然》上发表论文时，心里满是骄傲和触动。看着身边的老师和学长学姐们，用日复一日的坚持，攻克了水稻抗病的难题，才真正明白科研从不是一蹴而就的。他们投稿后历经返修，顶住压力、补齐实验，这份坚韧特别打动人。这让我明白，踏实做事、不骄不躁，才能有所收获。作为晚辈，我深受启发，也更加坚定了认真学好专业、踏实钻研的决心，希望未来能像他们一样，脚踏实地，为植保事业出一份力。