水稻抗稻瘟病免疫机制分析与抗病育种措施应用

王春红

根据国家统计局数据显示，我国水稻产出大省是黑龙江、湖南和江西，均已超过2000万吨。黑龙江2020年全省水稻产量为2896.15万吨，2021年水稻产量则达到2913.7万吨，同比增长了0.61%。而湖南水稻产量呈现明显波动增长趋势，2020年水稻产量2638.94万吨，而2021年产量为2683.1万吨，同比增长为1.67%。江西水稻产量整体呈现先上升后下降，2020年产量为2051.2万吨，2021年则为2073.9万吨。

在水稻作物种植过程中，常会出现较为严重的病虫害，其中最为严重的典型水稻病害为抗稻瘟病，大幅度降低水稻产量，需要重点研究水稻抗稻瘟病免疫机制，并制定出科学有效的抗病育种策略。

1 水稻抗稻瘟病免疫机制分析

以黑龙江省水稻种植为例，黑龙江省水稻种植面积超过400万公顷，稻瘟病发病严重。其中，穗颈瘟发病比例为9%～10.3%，区域比例种植达到65%以上。该品种苗瘟9级、叶瘟7级、穗颈瘟9级，经过近年来综合抗病品种研究得出，长期种植单一品种，田间会存有大量对该品种致病性较强的菌源，促使侵染该品种的生理小种变为优势小种或稻瘟病菌生理小种产生变异。稻瘟病可以发生在水稻生长的任何一段时期内，而且其发病部位较多，包括苗、节、叶和稻穗等诸多部分，会严重威胁水稻生长质量和产量。因此，需要着重对水稻抗稻瘟病免疫机制的分析与研究。

首先，针对稻瘟病PTI防御机制进行仔细分析，其主要是由PRR蛋白进行精准识别，在准确识别PAMPs后，可有效激发其自身抗性，从而引发一系列反应。PAMPs是属于相对保守的病毒结构分子，其中较为常见的主要包括细菌鞭毛蛋白与延伸因子。近年来，伴随着现代科技的快速进步，水稻PTI信号机制也得到了完善，例如较为常见的flg22与flg22受体OsFLS2等，其中就涵盖了内部信号通路flg22属于细菌毛蛋白中的一类，由于蛋白终端有22个氨基酸多肽，而这一肽段具有较强的抗菌性，flg22与其受体结合之后，可有效激活水稻抗稻瘟病水平。

其次，针对稻瘟病ETI防御机制的研究，这一防御机制主要可划分为两部分，包括稻瘟病抗性基因的克隆与R、Avr蛋白作为介质的ETI激活机制。稻瘟病抗性基因克隆主要是指运用抗性基因和相对应的无毒基因，依据两种基因之间所存在的联系进行 ETF防御机制的调整。研究表明，水稻中已经包含110多个稻瘟病抗性基因，而能夠被应用和报导的抗性基因已多达30个。对于已经克隆的R基因和AVR基因来讲，将Pi-ta与AVR-Pi-ta组合，可确保水稻抗稻瘟病免疫机制提升，从而降低发生稻瘟病的概率。

2 水稻抗稻瘟病抗病育种措施应用

2.1 基因组合理选择育种

依据对水稻基因组的分析，较为常用的技术措施在于全基因组SNP标记，采用全基因组SNP标记准确定位水稻内部抗性基因，实现抗性基因的有效组合，从而提高水稻抗病性。

2.2 应用靶基因调控技术应用

靶基因调控技术主要涵盖了两个部分，包括TALEN与CRISPR技术，其中TALEN技术是属于较新的育种技术，其机理为运用TAL效应及识别因子进行靶基因的识别，识别过程中可实现水稻基因中非抗性因子的切割，适当提高水稻种子的抗性因子数量，从而提高水稻抗性。实际应用中，其重点在于要确保育种环境的整洁以及育种温度的精准控制，温度过高会降低成活率，温度过低则后期种植中水稻生长速度会明显迟缓，从而降低产量。