水稻白叶枯病抗病机制与抗病育种展望

作者：陈复旦; 颜丙霄; 何祖华^*

来源：植物生理学报, 2020, 56(12): 2533-2542.

DOI：10.13592/j.cnki.ppj.2020.0321

• 白叶枯抗病基因
• 抗病机制
• RLK
• NLR
• SWEET
• TALE

水稻白叶枯病抗病基因的发掘与育种利用是目前针对白叶枯病害(Xoo)最环保和有效的手段。迄今,已报道至少45个抗白叶枯病抗性基因(Xa),本文对已报道基因的发掘和定位进行了总结,并根据蛋白结构与抗病机制对其中已克隆的15个Xa基因进行了分类,包括:(1)编码蛋白激酶受体的抗性基因,如RLK(receptor-like kinase);(2)编码NLR (nucleotide-binding leucine-rich repeat)免疫受体的抗性基因;(3)糖转运蛋白SWEET编码基因;(4)抗性执行基因(executor);(5)其他类型基因。Xa21作为第一个被克隆的白叶枯抗性基因,其编码蛋白RLK所介导的抗病机制已较为清晰。研究发现,除编码RLK的Xa基因外,大部分Xa发挥功能依赖于Xoo III型分泌系统分泌的类转录激活效应因子(transcriptionalactivator-likeeffectors,TALE)。很多受白叶枯菌分泌的TALE效应因子调控表达的水稻Xa基因实际为感病基因,其隐性突变产生抗病性。目前为止,白叶枯病non-TALE效应因子与抗病蛋白互作尚无报道,因此,突破口将是对编码NLR的Xa基因的抗病机制的研究。本文结合Xa的来源、抗谱、机制的研究及当前抗病育种存在的问题,针对白叶枯病广谱抗病分子育种提出了展望。

• 单位
  中国科学院大学; 浙江大学; 植物分子遗传国家重点实验室