四川农业大学陈学伟教授发表顶刊,开发新策略,破解水稻抗病与高产协同难题!

2026年3月22日，四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国重实验室陈学伟教授团队在The Crop Journal在线发表了题为“Pathogen-inducible gene LRD6-6^E315Q breaks the trade-off between disease resistance and yield in rice”的研究论文，该研究创新性地开发出病原菌诱导型类病斑突变体基因表达策略（图1），成功破解了水稻抗病与高产难以兼顾的难题，为作物抗病育种提供了全新思路和重要基因资源。

图1 破解抗病性与产量间权衡效应的策略模型

图2 表达LRD6-6^E315Q基因的水稻农艺性状和抗病性分析

图3 MIG6P:LRD6-6^E315Q表达载体构建及转基因水稻抗病性鉴定

为探究该策略的广泛应用价值，研究团队对大麦、玉米、番茄等作物中的LRD6-6同源蛋白进行分析，发现其Walker B基序中与水稻E315对应的谷氨酸残基在不同物种中高度保守。体外实验证实，这些作物中该位点的EQ突变体均表现出显著降低的ATP酶活性，且能与野生型蛋白互作产生显性负效应。异源表达实验显示，大麦、玉米的LRD6-6 EQ突变体能在水稻中诱导自身免疫，番茄的EQ突变体也能在番茄中激活免疫反应（图4）。进一步对藻类、草本植物、花卉、蔬菜、果树等28种不同植物的LRD6-6同源蛋白分析发现，该保守谷氨酸残基广泛存在，表明病原菌诱导型显性负效突变体表达策略具有跨物种的应用潜力，可推广至多种作物的抗病育种中。

图4 表达其他物种中LRD6-6同源蛋白的显性负效应突变体激活植物免疫反应

实验室朱孝波教授为该文第一作者，陈学伟教授和朱孝波教授为共同通信作者。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214514126000723