朱诗斐，刘敬，张家芊，黄文坤，彭德良，孔令安，彭焕
DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0207
水稻（Oryza sativa L）是我国最重要的粮食作物。由拟禾本科根结线虫（Meloidogyne graminicola）和水稻根结线虫（M. oryzae）侵染引起的水稻根结线虫病是制约水稻安全生产最重要的因素之一，其中拟禾本科根结线虫是我国乃至全亚洲水稻生产的主要病原物，严重威胁当地水稻生产安全。拟禾本科根结线虫在寄生和致病过程中，口针分泌大量的效应蛋白，在口针机械压力和效应蛋白的共同作用下，帮助其突破寄主的物理防卫屏障，从而促进其侵染和在植物组织中的迁移。此外，拟禾本科根结线虫分泌的效应蛋白在取食位点建立和维持、抵御植物防卫反应和调控植物代谢等过程中也发挥了重要的作用。近年来，随着基因组学和分子生物学的快速发展，拟禾本科根结线虫基因组学、效应蛋白的鉴定与功能分析、线虫 - 寄主互作调控机制及水稻抗性机制等方面均取得重大的突破。
近日，《生物技术通报》在线发表了题为《水稻和拟禾本科根结线虫互作分子机制研究进展》的文章。本文通过对拟禾本科根结线虫的致病分子机制及水稻应答机制进行综述，旨在为探索拟禾本科根结线虫高效、绿色可持续防控新技术提供理论基础。鉴。
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1 拟禾本科根结线虫的发生危害与扩散
2 拟禾本科根结线虫致病分子机制
2.1 植物细胞壁降解机制
2.2 取食位点建立和维持
2.3 调控寄主免疫反应机制
3 水稻应答根结线虫侵染的作用机制
3.1 水稻抗病品种筛选和抗性机制
3.2 抗性基因的定位和鉴定
3.3 植物激素调控机制
4 展望
近年来，随着机械化操作、旱稻和直播稻的推广和应用，水稻根结线虫的快速扩张严重威胁我国水稻生产安全。解析根结线虫的致病和互作机制，对于防控水稻根结线虫病害具有至关重要的作用。拟禾本科根结线虫通过效应蛋白在寄生和致病过程中发挥了重要的作用，随着高通量测序和分子生物学技术的发展，在拟禾本科根结线虫中越来越多的效应蛋白被识别和鉴定出来，但对其功能解析还有待进一步研究。
利用RNAi构建抗线虫的植株，是目前培育抗线虫作物的重要方法之一。通过鉴定出线虫侵染和致病的关键效应蛋白，采用RNAi技术构建靶向拟禾本科根结线虫关键致病基因的转基因水稻，是未来主要研究方向之一。
巨细胞是根结线虫取食的唯一位点，在根结线虫诱导的巨细胞形成和维持过程中，植物细胞的形态和代谢发生的明显的改变，但具体的作用机制和代谢通路关键基因暂无明确的报道。因此挖掘巨细胞形成和维持的关键基因，明确其具体的作用机制，利用基因编辑等技术构建抑制巨细胞形成的植株，也将是有效控制包括拟禾本科根结线虫在内的植物线虫新的策略和研究方向。
从作物中挖掘和鉴定抗线虫基因是当前研究的热点和难点，目前已经从水稻中克隆出首个拟禾本科根结线虫抗性基因MG1，推广和利用该基因将有助于拟禾本根结线虫高效绿色防控，但是单个抗性基因的材料长期利用，其抗性将逐年下降，因此克隆和鉴定更多的抗性基因，通过多基因聚合有助于提高水稻抗性的持久性和广谱性。近年来，研究发现植物生物钟基因在调控植物免疫系统过程中发挥了重要的作用。此外，还有证据表明生物钟能调控植物防御相关的重要激素水杨酸和茉莉酸的表达。但生物钟在水稻和拟禾本科根结线虫的互作中是否也有类似的调控机制，目前尚未明确报道，还有待我们进一步研究和鉴定。
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