广东省农业科学院水稻研究所水稻分子育种团队在水稻黑条矮缩病研究取得突破进展
近日，由广东省农业科学院水稻研究所刘斌研究员为第一通讯作者，赵均良副研究员为共同通讯作者，周炼博士为并列第一作者（江苏省农业科学院的王招云博士为第一作者、周彤研究员和周益军研究员为共同通讯作者）的“An aspartic protease 47 causes quantitative recessive resistance to rice black-streaked dwarf virus disease and southern rice black-streaked dwarf virus disease”发表在植物科学顶级杂志New Phytologist 上（https://doi.org/10.1111/nph.17961，影响因子10.15，中科院1区TOP期刊)。
水稻是我国主要的粮食作物，水稻的稳产对我国粮食安全意义重大。黑条矮缩病是水稻上一种毁灭性病毒病，由于其危害性大和防治困难被称为水稻的“癌症”，尤其是南方水稻黑条矮缩病，它被农业农村部列为水稻上两个A类农作物病虫害中唯一的病毒病害(http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/ 2020 - 09/17 / content_5544165.htm)。一直以来，由于缺乏稳定高抗抗源，使得水稻黑条矮缩病的抗病育种一直未能取得突破，而未有抗性基因的成功克隆也导致其抗病分子机制不清楚。
为了攻克这一难题，广东省农业科学院与江苏省农业科学院及国际水稻研究所组成国际合作研究团队，联合开展水稻黑条矮缩病抗源的挖掘和抗病基因的鉴定研究并取得突破：对来自59个国家的500多份多样性水稻种质进行病区自然鉴定和温室人工接种鉴定、病毒累积检测和昆虫抗性试验，成功鉴定出目前对水稻黑条矮缩病抗性最强的品种W44（来自印度）（图1）；通过全基因组关联分析、基因表达差异和序列差异分析、基因功能注释和转基因验证，确认了天冬氨酸蛋白酶基因OsAP47为主效QTL qRBSDV6-1的功能基因（图2、图3），这也是国际上第一个被克隆和功能验证的兼抗水稻黑条矮缩病和南方水稻黑条矮缩病的抗性基因（已获得国家发明专利）；进一步对测试的500多份种质与前期团队测序的3000份水稻比较基因组分析表明，OsAP47的抗病单倍型稀有存在于粳稻（图4），在分子水平上首次解释了粳稻的感病性，并提出通过籼粳杂交和基因编辑是解决粳稻感病性的有效途径。该研究筛选鉴定出的稳定高抗抗源和成功克隆出的抗病基因为水稻抗病育种的广泛开展和抗病分子机制深入研究铺平了道路，是水稻黑条矮缩病和南方水稻黑条矮缩病防控和研究的重大突破。
图1. W44对水稻黑条矮缩病毒表现出极强的抗性
图2.转基因验证OsAP47的RBSDV抗性功能
图3. 转基因验证OsAP47的SRBSDV抗性功能
图4.水稻自然群体中OsAP47的单倍型分析及全球地理分布
该研究得到了国家基金委-IRRI联合基金项目(31761143012)、国家重点研发计划项目（2018YFD0200302）和广东省现代农业产业技术体系农业种业共性关键技术创新团队项目（2020KJ106 and 2021KJ106）的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1111/nph.17961