論水稻抗稻瘟病天然免疫機制及抗病育種新策略

梁慧明

摘 要：基于我國農業經濟的快速發展，水稻種植已經引起人們的重視。在水稻生長過程中，如果感染水稻抗稻瘟病毒，不但會影響水稻產量，還會給農民帶來很大的經濟損失。因此，本文主要研究水稻抗稻瘟病天然免疫機制及抗病育種新策略，希望能夠給相關工作人員提供一定的參考與幫助。

關鍵詞：水稻抗稻瘟病 天然免疫機制 抗病育種新策略

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0251-02

大量研究數據表明，抗稻瘟病屬于最嚴重的水稻病害，如果不嚴加控制，水稻產量會明顯下降。因此，采用先進的抗病育種新策略具有非常重要的作用。通過分析水稻抗稻瘟病天然免疫機制及抗病育種新策略，不但能夠有效提高水稻資源的利用率，還能夠提高水稻產量，從而提高農民的經濟收入，促進我國農業經濟能夠更好地發展。

1 水稻抗稻瘟病的癥狀

水稻任何生長時期，均可發生稻瘟病，根據其發病部位的不同，水稻抗稻瘟病的癥狀主要體現在苗、節、葉與穗頸等部位。

1.1 苗瘟

水稻苗瘟主要發生在水稻幼苗時期，在水稻幼苗的葉片上，會形成大量的褐色病斑，由于生長環境不同，幼苗葉片上可能會出現大面積的病斑，有的病斑上會附著灰綠色的霉菌。

1.2 節瘟

節瘟多發生在水稻抽穗時期，在水稻的節上產生大量的黃褐色斑點，隨著水稻的生長，黃褐色斑點也會逐漸變大，水稻節部開始變黑，節點處向內凹陷，一旦碰觸，很容易發生折斷。由于水稻生長環境不同，嚴重的時候還會發生白穗等，影響水稻的生長速度，降低水稻產量[1]。

1.3 葉瘟

葉瘟主要發生在水稻生長后期，由于氣候的不同，水稻葉瘟主要有4種癥狀，分別是褐點行、白點型、急性型與慢性型等，其中，常見的是急性型與慢性型。急性型病斑主要指的是氣候較好的條件下發生的，水稻葉片上的病斑主要表現為綠色，通常情況下，呈現出橢圓形或者是圓形，在病斑背面或周圍會產生大量的綠色霉菌層。慢性型病斑主要在氣候變化較大的條件下產生的，通常由急性病斑轉化而成，其病斑形狀呈梭形與紡錘形，病斑顏色為褐色，中間為會灰色，病斑的外層主要是黃色斑圈，斑圈周圍有一條壞死線，在潮濕環境下，病斑周圍或者背面也會產生大量的綠色霉菌層。由于葉瘟發生在水稻生長后期，一旦水稻患病，很容易枯死，嚴重影響水稻的產量[2]。

1.4 穗頸瘟

穗頸的上半部分主要呈現褐色病斑，病斑的周圍有水漬，隨著水稻的生長，該水漬也會不斷擴散，一般呈現2～3cm的斑點。如果水稻生長初期患有稻瘟病，很容易發生白穗，如果在水稻生長后期感染該病，水稻的產量會明顯下降，影響農民的經濟收入。

2 水稻抗稻瘟病天然免疫機制

2.1 稻瘟病PTI防御機制

稻瘟病PTI主要由PRR蛋白進行有效識別，PAMPs被識別出來之后，能夠有效激發其內部抗性，并進行一系列反應。研究表明，PAMPs屬于比較保守的病毒結構分子，常見的有細菌鞭毛蛋白與延伸因子等[3]。近些年來，隨著科學技術的快速發展，水稻PTI信號機制也在不斷完善。例如，常見的flg22與flg22受體OsFLS2等，包括其內部的信號通路，flg22屬于細菌毛蛋白的一種，由于其蛋白終端有22個氨基酸多肽，而該肽段具有很強的抗菌性，flg22與其受體結合之后，能夠有效激活抗病結構，從而提高了水稻的抗病性，從根本上減少水稻稻瘟病的發生。

2.2 稻瘟病ETI防御機制

稻瘟病ETI防御機制主要分為兩個部分，分別是稻瘟病抗性基因的有效克隆與R和Avr蛋白作為介質的ETI激活機制。其中，稻瘟病抗性基因的有效克隆主要指的是利用抗性病基因與其對應的無毒基因，根據兩種基因之間的關系，不斷調整ETI防御機制[4]。研究表明，水稻中已經有110多個稻瘟病抗性基因，已經有30個抗性基因被報導，例如富亮氨酸重復蛋白與各個受體蛋白等。對于已經克隆完畢的 R基因與Avr基因來說，將Pi-ta與Avr-Pi-ta組合在一起之后，能夠保證水稻抗稻瘟病天然免疫機制更好的運行，還能夠有效減少病蟲害的發生，提高水稻產量。

3 水稻抗稻瘟病育種新策略

3.1 基因組選擇育種

為了有效減少水稻稻瘟病的發生，相關工作人員需要合理育種，常見的育種新策略就是基因組的選擇育種。由于高通技術的快速發展，采用基因組選擇育種方案，能夠有效降低水稻感染稻瘟病的概率，從而提高水稻產量。根據基因組分析，最常采用的全基因組SNP進行標記，采用全基因組SNP標記，能夠準確定位水稻內部的抗性基因，并將抗性基因進行有效組合，提高水稻的抗病性。

研究表明，采用基因組選擇育種的方法，能夠有效減少水稻發生病瘟的概率，保證水稻的抗病性，讓水稻能夠更好的生長。通過采用全基因組SNP標記，能夠將水稻內部的抗性基因與外部的抗性基因進行有效組合，減少水稻的發病率，讓水稻能夠更好地生長，從根本上提高了水稻的抗性，還能夠有效提高水稻的生長速度。

3.2 應用靶基因調控技術

靶基因調控技術主要分為兩個部分，分別是TALEN和 CRISPR技術，其中，TALEN技術屬于新技術，利用TAL效應識別因子對靶基因進行有效識別，在識別的過程中，可以將水稻基因中的非抗性因子進行有效切割，并適當增加抗性因子，從根本上提高水稻抗性，減少水稻稻瘟病的發生。在應用靶基因調控技術進行育種的過程中，相關工作人員需要保證育種環境的整潔性，保證育種溫度，如果育種溫度過高，水稻種子的成活率會明顯下降，如果溫度過低，水稻以后的生長速度會明顯下降。因此，為了保證水稻今后能夠更好的生長，在育種的過程中，需要嚴格控制育種溫度[5]。

除此之外，宿主誘導的基因沉默技術應用也比較廣泛，該技術的應用原理是利用RNAi策略，利用該策略能夠有效抑制病原感染，降低水稻感染稻瘟病的概率，提高水稻幼苗的存活率。宿主誘導的基因沉默技術主要將病原細菌等相關基因存放到植物體內，并利用RNAi沉默特點，降低水稻感染病蟲害的概率。為了保證水稻育種工作能夠更加順利地進行，相關工作人員在實際工作當中，需要結合水稻生長地區的實際情況，并根據以往的工作經驗，選擇合理的育種技術，從而不斷提高水稻的存活率與抗病性。

4 結語

綜上所述，采用合理的抗病育種新策略，能夠有效減少水稻稻瘟病的發生，提高水稻產量。但是，由于我國水稻抗病策略發展比較緩慢，相關工作人員在實際工作中，依然會遇到很多問題，這就需要工作人員不斷學習先進的水稻抗稻瘟病育種知識，提高自身的專業素養，從而不斷提高農民的經濟收入，促進我國農業經濟能夠更加快速地發展。

參考文獻

[1] 易怒安，李魏，戴良英.水稻抗稻瘟病基因的克隆及其分子育種研究進展[J].分子植物育種，2015（7）：1653-1659.

[2] 李進波，夏明元，戚華雄.水稻抗稻瘟病基因Pi1和Pi2聚合系的獲得及其抗性評價[J].安徽農業科學，2015（5）：12-14，31.

[3] 徐未未，王興，黃永相，等.水稻抗稻瘟病基因的分子標記與標記輔助育種研究進展[J].江蘇農業學報，2015（4）：898-906.

[4] 郝鯤，馬建，程治軍，等.水稻抗稻瘟病基因資源與分子育種策略[J].植物遺傳資源學報，2016（3）：479-485.

[5] 劉洋，徐培洲，張紅宇，等.水稻抗稻瘟病Pib基因的分子標記輔助選擇與應用[J].中國農業科學，2015（1）：9-14.endprint