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水稻纹枯病抗性的前世与未来

时间:2019/12/14 10:33:32文章来源:植物生物技术Pbj浏览次数: 4670

水稻是主要的粮食作物之一,提供了世界70%以上的人口的需求。随着世界人口的日益增长,人们对水稻的需求量越来越多。但每年各种病害导致的水稻产量的损失使得水稻的供需情况更加恶化。水稻纹枯病是由无性态的立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kühn)导致的一种坏死性的病害,是水稻的高度破坏性疾病之一,在全球瘟疫病中排名第二(图1)。在人工接种的大田中,纹枯病的减产幅度在20%~42%之间。近年来,由于高剂量氮肥的使用以及半矮秆高产水稻品种(HYV)的推广导致纹枯病发病率急剧上升。

    近些年的研究加深了对水稻纹枯病植病互作的认识,也发表了大量有关纹枯病抗性QTL及基因的鉴定报告,可用于水稻抗纹枯病抗病育种(图2)。但迄今为止尚未发现具有高表型变异的主效QTL。水稻抗纹枯病研究进展十分缓慢,主要由于:(1)纹枯病病原菌具有广泛的宿主范围和高度的遗传变异性;(2)无法在可用的水稻种质中找到任何令人满意的天然抗性材料,IRRI科学家筛选了30 000多种水稻种质,除少数野生亲缘种外,均未发现具有水稻纹枯病的抗性,迄今尚未发现水稻抗纹枯病的R基因。

    水稻抗纹枯病的研究仍有许多方向尚待努力,来挖掘可能的抗纹枯病的方法:测序技术的发展和测序成本的降低,为大量获取基因组资源提供了可能。利用所有的地方品种,农民自留品种,杂草稻和野生近缘种的基因组资源的发掘可能会发现抗纹枯病的自然变异;另一方面鉴定水稻中纹枯病抗性的负调控因子,通过敲除这些基因也可以增加水稻对纹枯病的抗性;通过对多纹枯病病原菌基因组序列的分析鉴定病原菌致病决定因子,效应子或毒性基因,也将极大地有助于阐明发病机理;同时对病原菌分泌组的研究将会大大增加对水稻纹枯病病原菌的了解,从而开发出治理的策略;对植病互作,抗真菌蛋白,microRNAs及生物钟的深入研究也十分迫切,这些都在水稻抗纹枯病中扮演着重要角色。水稻抗纹枯病的研究困难重重,目前仍未找到了一种持久的方法来控制水稻的纹枯病。但相信在不久的将来,任何抗纹枯病可能因素的研究都能得到结果。



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