近20年來(lái)，受全球變暖影響，臺(tái)風(fēng)活動(dòng)頻繁，加之水稻主栽品種抗源單一、病原菌變異加快，白葉枯病發(fā)生面積持續(xù)擴(kuò)大、危害程度不斷加重。從以往的區(qū)域檢疫性病害，發(fā)展成所有稻區(qū)的重要病害。該病害卷土重來(lái)，已成為制約水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵瓶頸之一。加強(qiáng)水稻白葉枯病抗病基因挖掘與育種應(yīng)用研究，對(duì)于保障我國(guó)水稻生產(chǎn)安全、維護(hù)糧食穩(wěn)定供給具有重要戰(zhàn)略意義，也是我國(guó)生物育種的重大需求。

植物免疫系統(tǒng)在從野生種到現(xiàn)代作物形成過(guò)程中受到馴化塑造，其核心在于平衡生長(zhǎng)（產(chǎn)量）與防御，在此期間抗病基因往往會(huì)受到差別選擇，以適應(yīng)不同的環(huán)境選擇壓力。但是學(xué)術(shù)和育種界對(duì)于植物抗病如何經(jīng)歷差別化的人工選擇尚不清楚。目前，已克隆的多數(shù)水稻抗白葉枯病抗病基因Xa來(lái)源于野生稻或感病基因突變，暗示白葉枯病抗性可能在水稻馴化中經(jīng)歷了功能缺失選擇。鑒于傳統(tǒng)育種長(zhǎng)期聚焦于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，而水稻兩個(gè)亞種（秈稻和粳稻）間存在明顯的田間抗病性差異和生殖隔離，明確水稻馴化尤其是亞種形成過(guò)程中抗病基因的選擇模式，對(duì)于指導(dǎo)現(xiàn)代水稻高產(chǎn)抗病育種具有重要意義。

2026年4月8日，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心何祖華院士團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)陳功友教授團(tuán)隊(duì)、浙江大學(xué)鄧一文教授團(tuán)隊(duì)合作在Nature上發(fā)表題為“Asymmetric selection of a rice immune module and rebuild of disease resistance”（水稻免疫模塊的馴化選擇與廣譜抗病重構(gòu)）的研究論文。該研究克隆了白葉枯廣譜抗病基因Xa48，首次闡明廣譜持久抗白葉枯病NLR免疫受體與病原菌分泌的毒性蛋白激發(fā)免疫的新模型，揭示了XA48在作物馴化中協(xié)調(diào)生長(zhǎng)與免疫的分子基礎(chǔ)；首次證實(shí)基礎(chǔ)與病菌小種專化性抗病網(wǎng)絡(luò)的疊加可以重構(gòu)野生稻那樣的廣譜抗性并能維持高產(chǎn)性狀，為培育抗白葉枯病水稻新品種提供了重要的理論和技術(shù)支撐。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)大規(guī)模篩選幾千份水稻資源，利用能“攻破”國(guó)際上首個(gè)克隆的白葉枯病抗病基因Xa21的毒性菌株，在秈稻品種雙科早中鑒定到一個(gè)新的白葉枯病抗病基因Xa48，發(fā)現(xiàn)其編碼一個(gè)免疫受體蛋白。相較于Xa21主要針對(duì)東南亞病原菌變種，Xa48主要針對(duì)東北亞變種。進(jìn)一步篩選并功能鑒定了其對(duì)應(yīng)的病原菌效應(yīng)蛋白XopG。他們通過(guò)系統(tǒng)的遺傳、生化和細(xì)胞生物學(xué)研究表明，XA48識(shí)別XopG后，降解下游免疫抑制蛋白OsVOZ1/2，從而激活免疫反應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)為培育高抗高產(chǎn)水稻新品種提供了重要理論支撐。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步解析了Xa48基因在秈稻和粳稻中的差別馴化機(jī)制，發(fā)現(xiàn)Xa48-OsVOZ1模塊嚴(yán)重影響粳稻的產(chǎn)量，從而幾千年的馴化歷程已經(jīng)把Xa48基因從粳稻基因組中剔除了，只存在于秈稻資源中。

考慮到秈稻傳統(tǒng)上種植于白葉枯病頻發(fā)的東南亞地區(qū)（長(zhǎng)江以南），而粳稻歷史上種植于水患較少的長(zhǎng)江以北地區(qū)。隨著農(nóng)業(yè)人工灌溉體系開(kāi)始建立，我國(guó)尤其是長(zhǎng)江以北地區(qū)白葉枯病的發(fā)生逐漸減少，因此由于病原菌選擇壓力，Xa48只保留在部分南方秈稻品種中。本成果也說(shuō)明，自從大禹治水以來(lái)，中國(guó)農(nóng)業(yè)水利灌溉體系的逐步建立間接影響了秈稻和粳稻的抗病性。

綜上，本項(xiàng)研究在免疫機(jī)制解析和生物育種應(yīng)用方面形成了鮮明特色，為我國(guó)植物保護(hù)和生物育種突破奠定了重要基礎(chǔ)。本成果已被隆平高科、荃銀高科、中國(guó)水稻研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院等多個(gè)育種單位直接應(yīng)用于抗病新品種培育，實(shí)現(xiàn)了從基礎(chǔ)研究到育種應(yīng)用的有效轉(zhuǎn)化，也是該團(tuán)隊(duì)自2017年在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Science發(fā)表對(duì)真菌病害稻瘟病的廣譜抗病基因Pigm以來(lái)的又一重大成果，極大地助力了我國(guó)作物育種和農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)，為“把種子牢牢攥在自己手里”提供技術(shù)支撐。

XA48介導(dǎo)的免疫信號(hào)通路及Xa48-OsVOZ1免疫模塊的馴化規(guī)律

中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心何祖華院士、上海交通大學(xué)陳功友教授和浙江大學(xué)鄧一文教授為論文的共同通訊作者，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心副研究員林輝、浙江大學(xué)已畢業(yè)博士生陳復(fù)旦、上海交通大學(xué)已畢業(yè)碩士生成官云、中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心已畢業(yè)博士生顏丙霄、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)袁猛教授、上海師范大學(xué)邱杰研究員為論文的共同第一作者，成果體現(xiàn)了大科研大合作、久久為功的科學(xué)精神。該研究受到科技創(chuàng)新2030－“農(nóng)業(yè)生物育種”重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、上?！翱萍紕?chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”啟明星項(xiàng)目、上海市農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10361-6