论水稻抗稻瘟病天然免疫机制及抗病育种新策略

梁慧明

摘 要：基于我国农业经济的快速发展，水稻种植已经引起人们的重视。在水稻生长过程中，如果感染水稻抗稻瘟病毒，不但会影响水稻产量，还会给农民带来很大的经济损失。因此，本文主要研究水稻抗稻瘟病天然免疫机制及抗病育种新策略，希望能够给相关工作人员提供一定的参考与帮助。

关键词：水稻抗稻瘟病 天然免疫机制 抗病育种新策略

中图分类号：S511 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（b）-0251-02

大量研究数据表明，抗稻瘟病属于最严重的水稻病害，如果不严加控制，水稻产量会明显下降。因此，采用先进的抗病育种新策略具有非常重要的作用。通过分析水稻抗稻瘟病天然免疫机制及抗病育种新策略，不但能够有效提高水稻资源的利用率，还能够提高水稻产量，从而提高农民的经济收入，促进我国农业经济能够更好地发展。

1 水稻抗稻瘟病的症状

水稻任何生长时期，均可发生稻瘟病，根据其发病部位的不同，水稻抗稻瘟病的症状主要体现在苗、节、叶与穗颈等部位。

1.1 苗瘟

水稻苗瘟主要发生在水稻幼苗时期，在水稻幼苗的叶片上，会形成大量的褐色病斑，由于生长环境不同，幼苗叶片上可能会出现大面积的病斑，有的病斑上会附着灰绿色的霉菌。

1.2 节瘟

节瘟多发生在水稻抽穗时期，在水稻的节上产生大量的黄褐色斑点，随着水稻的生长，黄褐色斑点也会逐渐变大，水稻节部开始变黑，节点处向内凹陷，一旦碰触，很容易发生折断。由于水稻生长环境不同，严重的时候还会发生白穗等，影响水稻的生长速度，降低水稻产量[1]。

1.3 叶瘟

叶瘟主要发生在水稻生长后期，由于气候的不同，水稻叶瘟主要有4种症状，分别是褐点行、白点型、急性型与慢性型等，其中，常见的是急性型与慢性型。急性型病斑主要指的是氣候较好的条件下发生的，水稻叶片上的病斑主要表现为绿色，通常情况下，呈现出椭圆形或者是圆形，在病斑背面或周围会产生大量的绿色霉菌层。慢性型病斑主要在气候变化较大的条件下产生的，通常由急性病斑转化而成，其病斑形状呈梭形与纺锤形，病斑颜色为褐色，中间为会灰色，病斑的外层主要是黄色斑圈，斑圈周围有一条坏死线，在潮湿环境下，病斑周围或者背面也会产生大量的绿色霉菌层。由于叶瘟发生在水稻生长后期，一旦水稻患病，很容易枯死，严重影响水稻的产量[2]。

1.4 穗颈瘟

穗颈的上半部分主要呈现褐色病斑，病斑的周围有水渍，随着水稻的生长，该水渍也会不断扩散，一般呈现2～3cm的斑点。如果水稻生长初期患有稻瘟病，很容易发生白穗，如果在水稻生长后期感染该病，水稻的产量会明显下降，影响农民的经济收入。

2 水稻抗稻瘟病天然免疫机制

2.1 稻瘟病PTI防御机制

稻瘟病PTI主要由PRR蛋白进行有效识别，PAMPs被识别出来之后，能够有效激发其内部抗性，并进行一系列反应。研究表明，PAMPs属于比较保守的病毒结构分子，常见的有细菌鞭毛蛋白与延伸因子等[3]。近些年来，随着科学技术的快速发展，水稻PTI信号机制也在不断完善。例如，常见的flg22与flg22受体OsFLS2等，包括其内部的信号通路，flg22属于细菌毛蛋白的一种，由于其蛋白终端有22个氨基酸多肽，而该肽段具有很强的抗菌性，flg22与其受体结合之后，能够有效激活抗病结构，从而提高了水稻的抗病性，从根本上减少水稻稻瘟病的发生。

2.2 稻瘟病ETI防御机制

稻瘟病ETI防御机制主要分为两个部分，分别是稻瘟病抗性基因的有效克隆与R和Avr蛋白作为介质的ETI激活机制。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与其对应的无毒基因，根据两种基因之间的关系，不断调整ETI防御机制[4]。研究表明，水稻中已经有110多个稻瘟病抗性基因，已经有30个抗性基因被报导，例如富亮氨酸重复蛋白与各个受体蛋白等。对于已经克隆完毕的 R基因与Avr基因来说，将Pi-ta与Avr-Pi-ta组合在一起之后，能够保证水稻抗稻瘟病天然免疫机制更好的运行，还能够有效减少病虫害的发生，提高水稻产量。

3 水稻抗稻瘟病育种新策略

3.1 基因组选择育种

为了有效减少水稻稻瘟病的发生，相关工作人员需要合理育种，常见的育种新策略就是基因组的选择育种。由于高通技术的快速发展，采用基因组选择育种方案，能够有效降低水稻感染稻瘟病的概率，从而提高水稻产量。根据基因组分析，最常采用的全基因组SNP进行标记，采用全基因组SNP标记，能够准确定位水稻内部的抗性基因，并将抗性基因进行有效组合，提高水稻的抗病性。

研究表明，采用基因组选择育种的方法，能够有效减少水稻发生病瘟的概率，保证水稻的抗病性，让水稻能够更好的生长。通过采用全基因组SNP标记，能够将水稻内部的抗性基因与外部的抗性基因进行有效组合，减少水稻的发病率，让水稻能够更好地生长，从根本上提高了水稻的抗性，还能够有效提高水稻的生长速度。

3.2 应用靶基因调控技术

靶基因调控技术主要分为两个部分，分别是TALEN和 CRISPR技术，其中，TALEN技术属于新技术，利用TAL效应识别因子对靶基因进行有效识别，在识别的过程中，可以将水稻基因中的非抗性因子进行有效切割，并适当增加抗性因子，从根本上提高水稻抗性，减少水稻稻瘟病的发生。在应用靶基因调控技术进行育种的过程中，相关工作人员需要保证育种环境的整洁性，保证育种温度，如果育种温度过高，水稻种子的成活率会明显下降，如果温度过低，水稻以后的生长速度会明显下降。因此，为了保证水稻今后能够更好的生长，在育种的过程中，需要严格控制育种温度[5]。

除此之外，宿主诱导的基因沉默技术应用也比较广泛，该技术的应用原理是利用RNAi策略，利用该策略能够有效抑制病原感染，降低水稻感染稻瘟病的概率，提高水稻幼苗的存活率。宿主诱导的基因沉默技术主要将病原细菌等相关基因存放到植物体内，并利用RNAi沉默特点，降低水稻感染病虫害的概率。为了保证水稻育种工作能够更加顺利地进行，相关工作人员在实际工作当中，需要结合水稻生长地区的实际情况，并根据以往的工作经验，选择合理的育种技术，从而不断提高水稻的存活率与抗病性。

4 结语

综上所述，采用合理的抗病育种新策略，能够有效减少水稻稻瘟病的发生，提高水稻产量。但是，由于我国水稻抗病策略发展比较缓慢，相关工作人员在实际工作中，依然会遇到很多问题，这就需要工作人员不断学习先进的水稻抗稻瘟病育种知识，提高自身的专业素养，从而不断提高农民的经济收入，促进我国农业经济能够更加快速地发展。

参考文献

[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种研究进展[J].分子植物育种，2015（7）：1653-1659.

[2] 李进波，夏明元，戚华雄.水稻抗稻瘟病基因Pi1和Pi2聚合系的获得及其抗性评价[J].安徽农业科学，2015（5）：12-14，31.

[3] 徐未未，王兴，黄永相，等.水稻抗稻瘟病基因的分子标记与标记辅助育种研究进展[J].江苏农业学报，2015（4）：898-906.

[4] 郝鲲，马建，程治军，等.水稻抗稻瘟病基因资源与分子育种策略[J].植物遗传资源学报，2016（3）：479-485.

[5] 刘洋，徐培洲，张红宇，等.水稻抗稻瘟病Pib基因的分子标记辅助选择与应用[J].中国农业科学，2015（1）：9-14.endprint