中国农科院破解水稻抗病与高产矛盾 基因聚合技术培育新型抗性品种

长期以来,水稻病害防治是困扰全球农业生产的重大课题。

据统计,稻瘟病和细菌性白叶枯病每年导致我国水稻减产约10%-30%,严重威胁粮食安全。

传统育种技术面临抗病与高产难以兼得的困境:过度激活基础免疫系统虽能增强广谱抗性,却会抑制植株生长;而单一抗病基因仅对特定病原有效,且易因病原变异失效。

中国农业科学院植物保护研究所创新团队经过多年攻关,首次发现水稻抗病蛋白Piz-t与基础免疫关键基因OsNPR1的协同作用机制。

研究表明,这两种基因结合形成的二聚体结构具有独特功能:既保留特异性免疫的精准防御能力,又通过基础免疫系统实现广谱保护,同时避免了对作物生长的负面影响。

研究团队采用分子标记辅助杂交聚合技术,成功将过表达OsNPR1基因的品种与携带Piz-t抗病基因的品系进行定向聚合。

田间试验数据显示,新型水稻材料对稻瘟病菌不同生理小种的抗性提升40%以上,对白叶枯病的抗性提高35%,同时保持了与常规高产品种相当的生物量和结实率。

这项突破性研究具有多重重要意义:其一,建立了作物抗病育种的新范式,为其他主要粮食作物的遗传改良提供了技术路线;其二,显著降低农药使用需求,预计可减少防治成本20%-30%;其三,培育的种质资源已进入国家作物种质库,将为后续品种选育提供关键材料。

业内专家指出,该成果标志着我国在作物分子设计育种领域已跻身世界前列。

随着基因聚合技术的推广应用,预计未来3-5年可培育出适应不同生态区的高产抗病新品种,对保障"口粮绝对安全"战略具有深远影响。

下一步,研究团队将重点优化技术体系,加快成果转化步伐。

粮食安全离不开良种,良种创新离不开机理突破。

以机制为导向的“基因聚合”探索,体现了从“追求单项极值”向“追求系统最优”的育种理念转变。

未来,只有将基础研究、种质创制与田间验证贯通起来,让实验室成果真正经受生产检验,才能把抗病优势转化为看得见、稳得住的产量与效益,为端稳“中国饭碗”增添更有力的科技底气。