環境濕度如何調控稻瘟病菌致病力和水稻抗性

　　近日，中國水稻研究所水稻有害生物防控技術創新團隊利用水稻—稻瘟病菌系統，解析了環境濕度調控稻瘟病發生的機制。研究結果表明，環境濕度對稻瘟病菌致病力和水稻抗性均有顯著影響，揭示了稻瘟病在高濕環境下更易發生的分子機理，為應對全球氣候變化及極端天氣頻發有效防控稻瘟病提供了重要的理論基礎。相關研究成果發表在《植物細胞和環境》（Plant, Cell & Environment）上。

　　植物病害的發生、發展到流行，取決于病原、寄主植物和環境三要素的綜合作用，其中濕度是植物病害流行最關鍵的環境因素之一。多種病害如稻瘟病、紋枯病、稻曲病、小麥赤霉病及玉米葉斑病等的發生和流行都需要高濕環境，因此解析濕度調控病原菌致病力和作物免疫反應的機理對作物病害的防控具有重要的理論意義和應用價值。

　　由稻瘟病菌引起的稻瘟病是水稻最嚴重的病害之一。稻瘟病菌的分生孢子借風雨傳播到稻株上，吸水后萌發形成重要的侵染結構附著胞，附著胞推動侵染栓進入水稻細胞分化形成侵染菌絲，大約7天后擴展為典型的稻瘟病斑。田間觀察發現，稻瘟病的發生與環境濕度顯著相關，表現為在高濕度條件下更容易發病與流行，然而，目前濕度調控稻瘟病發生的分子機制尚不清楚。

　　研究團隊發現，在低濕條件下，稻瘟病菌分生孢子無法形成附著胞，從而喪失侵染水稻的能力；在高濕條件下確保稻瘟病菌附著胞形成后轉入低濕環境，水稻乙烯信號途徑基因EIN2和EIL1等被稻瘟病菌顯著誘導表達，激活乙烯介導的基礎抗性，水稻對稻瘟病的抗性增強；而在高濕條件下，稻瘟病菌的分生孢子吸水萌發形成附著胞，與此同時，水稻乙烯信號途徑相關基因不能有效被稻瘟病菌誘導表達，水稻基礎抗性降低，最終導致水稻更易感稻瘟病。

　　進一步試驗發現，施用乙烯利（乙烯類似物）是提高高濕條件下水稻對稻瘟病抗性的有效策略。

　　該研究得到國家自然科學基金和中國水稻研究所重點研發項目的資助。邱結華助理研究員為該論文的第一作者，寇艷君研究員為本文的通訊作者。