王石平教授《Plant Cell》发文章破译水稻杀手

　　生物通报道：在1月11日的《Plant Cell》杂志的网络版上发表了华中农业大学王石平教授有关水稻白叶枯病菌研究的最新成果。 白叶枯病菌是水稻的头号杀手，曾令全球水稻减产70％。现在，王石平教授识破这个杀手真实面目，她的研究解决了这项世界级难题，并以此为基础研发出一种新型抗病水稻。 据介绍，植物需要生长时，体内的生长素可使其细胞壁变得疏松，使水分进入细胞，令植物生长发育，一般病菌不能侵入。水稻白叶枯病病菌也能在水稻体内分泌生长素，还促使水稻同时分泌生长素，大量合成一种叫伸展蛋白的蛋白质，为病菌开启一扇进入植物细胞的门，掠夺植物营养。此前，研究人员一直都不知道生长素是如何作为毒性因子帮助病菌侵染植物的，也不知道白叶枯病菌可以分泌生长素侵染水稻，王石平领导的华农生命科学院课题组则在全球首度破译了其中机理。 在这些发现的基础上，王教授课题组研发出一种新型抗病水稻品种，当白叶枯病菌在水稻体内分泌生长素时，水稻马上合成一种酶，在其作用下，使生长素的毒性功能消失，从而增强植物自身免疫。 但王石平说，抵御病菌可能会让水稻长不大。 王石平，女，1955年生，植物分子生物学教授，博导，毕业于美国弗吉尼亚理工学院暨州立大学。王石平教授热爱高等教育事业，教书育人，在教学中成绩突出，结合科学研究先后为研究生、国家生物学基地班主讲《分子细胞生物学》、《生物信息学》等多门专业主干课和前沿课，教学效果好；在高校较早开设的《生物信息学》课程于2002年被评为湖北省优质课；积极投身教学研究与改革，现主持《分子细胞生物学双语教学的研究与实践》省级教学研究课题1项；言传身教，关心学生，教学手段先进，深受学生好评，荣获2001年度学校优秀教学成果一等奖。 王石平教授追求真理，献身科学，在科研工作中取得了显著成绩：主要从事植物分子生物学研究，先后主持“国家自然科学基金”、“863”、“973”、国家转基因植物研究与产业化专项、农业部948等科研项目20余项，取得一批具有重大国际影响的科研成果：在国际上对水稻基因组的进化和演变提出新见解，发表在国际一流刊物《美国国家科学院院刊》上，该发现为在不同染色体上定位和分离同源序列基因奠定了坚实的理论基础；发现了水稻和大麦基因组中的抗病数量性状位点具有共线性关系，发表在《美国国家科学院院刊》上，该发现提示研究水稻的抗病机理对其它禾本科作物的抗性育种具有重要指导意义。先后多次应邀请参加国际学术会议并作报告，发表科学研究论文60余篇，获得和正在申请的基因（发明）专利7项，获湖北省自然科学一等奖。（生物通雪花） 水稻白叶枯病 又称白叶瘟、地火烧、茅草瘟。整个生育期均可受害，苗期、分蘖期受害最重，各个器官均可染病，叶片最易染病。其症状因病菌侵入部位、品种抗病性、环境条件有较大差异，常见分3种类型。叶枯型 主要为害叶片，严重时也为害叶鞘，发病先从叶尖或叶缘开始，先出现暗绿色水浸状线状斑，很快沿线状斑形成黄白色病斑，然后沿叶缘两侧或中肋扩展，变成黄褐色，最后呈枯白色，病斑边缘界限明显。在抗病品种上病斑边缘呈不规则波纹状。感病品种上病叶灰绿色，失水快，内卷呈青枯状，多表现在叶片上部。急性凋萎型 苗期至分蘖期，病菌从根系或茎基部伤口侵入维管束时易发病。主茎或2个以上分蘖同时发病，心叶失水青枯，凋萎死亡，其余叶片也先后青枯卷曲，然后全株枯死，也有仅心叶枯死。病株茎内腔有大量菌脓，有的叶鞘基部发病呈黄褐或褐色，折断用手挤压溢出大量黄色菌脓。有的水稻自分蘖至孕穗阶段，剑叶或其下1-3叶中脉淡黄色，病斑沿中脉上下延伸，上可达叶尖、下达叶鞘，有时叶片折叠，病株未抽穗而死。褐斑或褐变型 抗病品种上较多见，病菌通过剪叶或伤口侵入，在气温低或不利发病条件，病斑外围出现褐色坏死反应带，病情扩展停滞。黄化型症状不多见，早期心叶不枯死，上有不规则褪绿斑，后发展为枯黄斑，病叶基部偶有水浸状断续小条斑。天气潮湿或晨露未干时上述各类病叶上均可见乳白色小点，干后结成黄色小胶粒，很易脱落。水稻白叶枯病造成的枯心苗，在分蘖期开始出现，病株心叶或心叶以下1-2层叶出现失水、卷筒、青枯等症状，最后死亡。白叶枯病形成枯心苗后，其他叶片也逐渐青枯卷缩，最后全株枯死，剥开新青卷的心叶或折断的茎部或切断病叶，用力挤压，可见有黄白色菌脓溢出，即病原菌菌脓，别于大螟、二化螟及三化螟为害造成的枯心苗。 病原， Xanthomonas oryzae 称水稻黄单胞菌。包括白叶枯病菌和条斑病菌两个致病变种：即Xanthomonas oryzae pv.oryzae (Ishiyama)稻生黄单胞菌和Xanthomonas oryzae pv. oryzicola (Fang et al.)水稻黄黄单胞菌水稻生致病变种，属细菌。异名X.campestris pv.oryzae (Ishiyama) Dye。稻白叶枯病菌菌体短杆状，大小1.0-2.7×0.5-1.0(μm)，单生，单鞭毛，极生或亚极生，长约8.7μm，直径30nm，革兰氏染色阴性，无芽孢和荚膜，菌体外具粘质的胞外多糖包围。在人工培养基上菌落蜜黄色，产生非水溶性的黄色素，好气性，呼吸型代谢，不同地区的菌株致病力不同。自然条件下，病菌可侵染栽培稻、野生稻、李氏禾、茭白等禾本科植物。病菌血清学鉴定分三个血清型：Ⅰ型是优势型，分布全国。Ⅱ、Ⅲ型仅存在于南方个别稻区。病菌生长温限17-33℃，最适25-30℃，最低5℃，最高40℃，病菌最适宜pH6.5-7.0。