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综述:水稻纹枯病抗性的遗传机制与改良策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月23日 来源:Plant Molecular Biology Reporter 1.4
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这篇综述系统阐述了由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)引起的水稻纹枯病抗性机制,聚焦基因组学与植物免疫学最新进展。重点解析了抗病基因鉴定、数量性状位点(QTL)定位、野生稻种质利用等关键领域,揭示了植物激素、转录因子和受体激酶调控抗性的分子通路,为抗病品种选育提供了理论支撑。
水稻纹枯病作为威胁全球水稻生产的首要病害,每年造成显著产量损失。立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)通过侵染叶鞘引发典型云纹状病斑,其广谱寄主特性与土壤传播方式使得防控极具挑战。
栽培稻中已定位17个抗纹枯病QTL,其中qSBR11-2和qSBR9-1在多个群体中稳定表达。野生稻种质如Oryza nivella的Ruf1基因通过激活水杨酸(SA)信号通路展现广谱抗性。值得注意的是,OsWRKY45转录因子在抗感品种间存在单核苷酸多态性(SNP)差异,其磷酸化状态直接影响病程相关蛋白(PR)基因表达。
茉莉酸(JA)与乙烯(ET)协同调控的OsMPK6级联反应可增强细胞壁木质化。受体激酶OsLYP4/6通过识别病原体相关分子模式(PAMPs)触发活性氧(ROS)爆发,而OsCERK1介导的几丁质感知系统在早期防御中起关键作用。研究发现,过表达OsNPR1的转基因株系对纹枯病抗性提升40%,但伴随生长迟缓的权衡效应。
基于全基因组关联分析(GWAS)开发的分子标记RSB-8TM已应用于回交育种。籼粳杂交群体中鉴定的qSBR3-1位点与分蘖数呈负相关,提示需平衡抗性与农艺性状。利用CRISPR/Cas9编辑的OsERF104敲除系显示病斑面积减少62%,为精准育种提供新靶点。
整合多组学数据构建基因调控网络,结合纳米载体递送系统开发新型抗病诱导剂,将是突破现有抗性瓶颈的重要方向。野生稻未开发基因库中蕴藏的免疫受体资源,有望为可持续病害管理提供解决方案。
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