水稻 （Oryza sativa L.） 起源于我國，其栽培歷史可追溯至約一萬年前，我國南方地區(qū)的普通野生稻被馴化成為早期栽培稻。到明末，已出現(xiàn)“天下育民人者，稻居什七”的記載。目前，我國已成為全球最大的大米生產(chǎn)國和消費國。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部編印的《中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟簡況》顯示，2021年全國稻谷總產(chǎn)量4257億斤，占糧食作物總產(chǎn)量的31.17%；而有效防控水稻生產(chǎn)上的重大病蟲害，是保障水稻綠色生產(chǎn)安全的基石。

 

　　白葉枯病 （bacterial blight, BB），由稻黃單胞菌稻致病變種 （Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo） 引起，是我國和全球其他主要稻區(qū)重要的致災(zāi)細(xì)菌病害。20世紀(jì)60–80年代，白葉枯病在我國大規(guī)模發(fā)生，水稻產(chǎn)量損失慘重。近年來，因病原菌毒性變異導(dǎo)致抗病基因抗性喪失，白葉枯病“老病重發(fā)”，威脅著我國水稻生產(chǎn)安全。據(jù)統(tǒng)計，白葉枯病在我國水稻產(chǎn)區(qū)呈區(qū)域性、間歇性爆發(fā)成災(zāi)，我國南方稻區(qū)在適溫高濕條件下，特別是臺風(fēng)暴雨天氣，病害爆發(fā)致災(zāi)，水稻減產(chǎn)50%以上。

 

　　Phytopathology Research 今日在線發(fā)表了上海交大通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院陳功友課題組題為“TALE-induced immunity against the bacterial blight pathogen Xanthomonas oryzae pv. oryzae in rice”的綜述文章。該文系統(tǒng)綜述了稻黃單胞菌TALE蛋白誘導(dǎo)水稻白葉枯病抗性的研究進展，包括：1） 我國抗白葉枯病水稻育種概況，簡述了白葉枯病抗性和遺傳改良的歷史，明確xa5、Xa7和Xa23為我國優(yōu)選抗病基因；2） 轉(zhuǎn)錄激活類效應(yīng)子 （Transcription activator-like effectors, TALE） 是Xoo主要致病因子，并闡述TALE蛋白的結(jié)構(gòu)特征、致病機制和對Xoo的毒力貢獻(xiàn)；3） BB感病基因的分類與作用機制；4） BB抗病基因的分類與作用機制；5） TALE激活靶標(biāo)基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)所需的轉(zhuǎn)錄復(fù)合體；6） TALE蛋白和寄主靶標(biāo)基因間的協(xié)同進化；7） TALE與non-TALE間的相互作用；8） 寄主水稻感知病原菌TALE的方式；9） 執(zhí)行類抗病基因的作用機理與在抗病育種中的應(yīng)用；10） 基因編輯感病基因賦予水稻廣譜持久抗病性的育種途徑 （Fig. 1）。最后，本文對TALE蛋白誘導(dǎo)水稻抗病性的機理和水稻白葉枯病抗病育種中存在的問題和研究方向進行了討論與展望。

 

　　Fig. 1 Working model of rice immunity triggered by transcription activator-like effectors （TALEs） and Xops of Xanthomonas oryzae pv. oryzae （Xoo）， the causal agent of bacterial blight （BB） in rice

 

　　上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院博士后徐夏萌為本文第一作者，陳功友教授為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金 （31830072, 32202243, 32102147） 和中國博士后科學(xué)基金 （2021M702156, 2020M681309） 的資助。

 

　　上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院堅持“以農(nóng)為本、交叉融合、創(chuàng)新發(fā)展、引領(lǐng)前沿”的指導(dǎo)思想，努力實現(xiàn)建設(shè)中國特色世界一流農(nóng)科的戰(zhàn)略目標(biāo)。陳功友教授團隊長期從事稻黃單胞菌–水稻互作機理研究，主要開展病原菌關(guān)鍵致病因子鑒定、TALE蛋白調(diào)控水稻抗（感）病性的機制解析和廣譜抗病水稻新種質(zhì)創(chuàng)制等研究工作。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1186/s42483-022-00153-x