水稻抗稻瘟病免疫機制分析與抗病育種措施應用

王春紅

根據國家統計局數據顯示，我國水稻產出大省是黑龍江、湖南和江西，均已超過2000萬噸。黑龍江2020年全省水稻產量為2896.15萬噸，2021年水稻產量則達到2913.7萬噸，同比增長了0.61%。而湖南水稻產量呈現明顯波動增長趨勢，2020年水稻產量2638.94萬噸，而2021年產量為2683.1萬噸，同比增長為1.67%。江西水稻產量整體呈現先上升后下降，2020年產量為2051.2萬噸，2021年則為2073.9萬噸。

在水稻作物種植過程中，常會出現較為嚴重的病蟲害，其中最為嚴重的典型水稻病害為抗稻瘟病，大幅度降低水稻產量，需要重點研究水稻抗稻瘟病免疫機制，并制定出科學有效的抗病育種策略。

1 水稻抗稻瘟病免疫機制分析

以黑龍江省水稻種植為例，黑龍江省水稻種植面積超過400萬公頃，稻瘟病發病嚴重。其中，穗頸瘟發病比例為9%～10.3%，區域比例種植達到65%以上。該品種苗瘟9級、葉瘟7級、穗頸瘟9級，經過近年來綜合抗病品種研究得出，長期種植單一品種，田間會存有大量對該品種致病性較強的菌源，促使侵染該品種的生理小種變為優勢小種或稻瘟病菌生理小種產生變異。稻瘟病可以發生在水稻生長的任何一段時期內，而且其發病部位較多，包括苗、節、葉和稻穗等諸多部分，會嚴重威脅水稻生長質量和產量。因此，需要著重對水稻抗稻瘟病免疫機制的分析與研究。

首先，針對稻瘟病PTI防御機制進行仔細分析，其主要是由PRR蛋白進行精準識別，在準確識別PAMPs后，可有效激發其自身抗性，從而引發一系列反應。PAMPs是屬于相對保守的病毒結構分子，其中較為常見的主要包括細菌鞭毛蛋白與延伸因子。近年來，伴隨著現代科技的快速進步，水稻PTI信號機制也得到了完善，例如較為常見的flg22與flg22受體OsFLS2等，其中就涵蓋了內部信號通路flg22屬于細菌毛蛋白中的一類，由于蛋白終端有22個氨基酸多肽，而這一肽段具有較強的抗菌性，flg22與其受體結合之后，可有效激活水稻抗稻瘟病水平。

其次，針對稻瘟病ETI防御機制的研究，這一防御機制主要可劃分為兩部分，包括稻瘟病抗性基因的克隆與R、Avr蛋白作為介質的ETI激活機制。稻瘟病抗性基因克隆主要是指運用抗性基因和相對應的無毒基因，依據兩種基因之間所存在的聯系進行 ETF防御機制的調整。研究表明，水稻中已經包含110多個稻瘟病抗性基因，而能夠被應用和報導的抗性基因已多達30個。對于已經克隆的R基因和AVR基因來講，將Pi-ta與AVR-Pi-ta組合，可確保水稻抗稻瘟病免疫機制提升，從而降低發生稻瘟病的概率。

2 水稻抗稻瘟病抗病育種措施應用

2.1 基因組合理選擇育種

依據對水稻基因組的分析，較為常用的技術措施在于全基因組SNP標記，采用全基因組SNP標記準確定位水稻內部抗性基因，實現抗性基因的有效組合，從而提高水稻抗病性。

2.2 應用靶基因調控技術應用

靶基因調控技術主要涵蓋了兩個部分，包括TALEN與CRISPR技術，其中TALEN技術是屬于較新的育種技術，其機理為運用TAL效應及識別因子進行靶基因的識別，識別過程中可實現水稻基因中非抗性因子的切割，適當提高水稻種子的抗性因子數量，從而提高水稻抗性。實際應用中，其重點在于要確保育種環境的整潔以及育種溫度的精準控制，溫度過高會降低成活率，溫度過低則后期種植中水稻生長速度會明顯遲緩，從而降低產量。