研究揭示環(huán)境濕度調(diào)控稻瘟病菌致病力和水稻基礎(chǔ)抗性的分子機(jī)制

　　近日，中國水稻研究所水稻有害生物防控技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用水稻-稻瘟病菌系統(tǒng)，解析了環(huán)境濕度調(diào)控稻瘟病發(fā)生的機(jī)制，研究結(jié)果表明環(huán)境濕度對(duì)稻瘟病菌致病力和水稻抗性均有顯著影響，揭示了稻瘟病在高濕環(huán)境下更易發(fā)生的分子機(jī)理，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化及極端天氣頻發(fā)有效防控稻瘟病提供了重要的理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物細(xì)胞和環(huán)境（Plant, Cell & Environment）》上。

 

　　植物病害的發(fā)生、發(fā)展到流行，取決于病原、寄主植物和環(huán)境三要素的綜合作用，其中濕度是植物病害流行最關(guān)鍵的環(huán)境因素之一。多種病害如稻瘟病、紋枯病、稻曲病、小麥赤霉病及玉米葉斑病等的發(fā)生和流行都需要高濕環(huán)境，因此解析濕度調(diào)控病原菌致病力和作物免疫反應(yīng)的機(jī)理對(duì)作物病害的防控具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。由稻瘟病菌引起的稻瘟病是水稻最嚴(yán)重的病害之一。稻瘟病菌的分生孢子借風(fēng)雨傳播到稻株上，吸水后萌發(fā)形成重要的侵染結(jié)構(gòu)附著胞，附著胞推動(dòng)侵染栓進(jìn)入水稻細(xì)胞分化形成侵染菌絲，大約7天后擴(kuò)展為典型的稻瘟病斑。田間觀察發(fā)現(xiàn)，稻瘟病的發(fā)生與環(huán)境濕度顯著相關(guān)，表現(xiàn)為在高濕度條件下更容易發(fā)病與流行，然而，目前濕度調(diào)控稻瘟病發(fā)生的分子機(jī)制尚不清楚。

 

　　該研究團(tuán)隊(duì)通過研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在低濕條件下，稻瘟病菌分生孢子無法形成附著胞，從而喪失侵染水稻的能力；在高濕條件下確保稻瘟病菌附著胞形成后轉(zhuǎn)入低濕環(huán)境，水稻乙烯信號(hào)途徑基因EIN2和EIL1等被稻瘟病菌顯著誘導(dǎo)表達(dá)，激活乙烯介導(dǎo)的基礎(chǔ)抗性，水稻對(duì)稻瘟病的抗性增強(qiáng)；而在高濕條件下，稻瘟病菌的分生孢子吸水萌發(fā)形成附著胞，與此同時(shí)，水稻乙烯信號(hào)途徑相關(guān)基因不能有效被稻瘟病菌誘導(dǎo)表達(dá)，水稻基礎(chǔ)抗性降低，最終導(dǎo)致水稻更易感稻瘟病。進(jìn)一步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施用乙烯利是提高高濕條件下水稻對(duì)稻瘟病抗性的有效策略。

 

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金和中國水稻研究所重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的支持。

 

　　原文鏈接：

 

　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14452