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稻瘟病被称为水稻的“癌症”，严重发生时会导致水稻大量减产甚至绝收。利用抗病基因培育并推广应用抗病水稻新品种是稻瘟病防治最经济最环保的策略。但抗病基因往往会与不良性状连锁，导致水稻在抗病时出现产量低、品质差等不良性状，俗称“适合度代价（Fitness Cost）”。为此，寻找能均衡抗病与生长的新基因，为抗病水稻新品种选育积淀宝贵的基因资源，成为近年的研究热点。2024年11月4日，福建农林大学何华勤团队在Plant Biotechnology Journal杂志在线发表了题为“OsBRW1, a novel blast‐resistant gene, coded a NBS‐LRR protein to interact with OsSRFP1 to balance rice growth and resistance”的论文。该研究从一套抗稻瘟病水稻近等基因系（Near Isogenic Lines, NILs）中克隆到一个抗稻瘟病新基因OsBRW1，发现其不但调控水稻的稻瘟病抗性，也影响水稻的生长发育，研究具体阐明了该基因均衡抗病与生长的作用机制，为水稻抗病分子育种提供了重要的抗性基因资源。首先，该研究首先发现新基因OsBRW1编码一个NBS-LRR类抗病蛋白，受稻瘟菌侵染诱导表达，其Cas9突变体osbrw1植株对稻瘟病抗性减弱，而超表达OsBRW1基因增强植株抗病性。然后应用蛋白质互作研究技术，发现OsBRW1与OsSRFP1互作，在稻瘟病菌侵染的早期（24h）激活OsSRFP1基因的表达量，osbrw1/ossrfp1双突变体的稻瘟病抗性显著弱于单突变体osbrw1和ossrfp1，且双突变体的H2O2含量显著低于单突变体和WT，说明在稻瘟病菌侵染的早期，OsBRW1通过与OsSRFP1互作增加H2O2的积累从而增强植株的抗病性。而在稻瘟病菌侵染的后期（48h），OsSRFP1基因表达量降低，促进JA代谢，促使植株转向正常生长发育。![]()
图1. OsBRW1靶向OsSRFP1以以调控抗病性与生长
（a, b: OsBRW1与OsSRFP1互作；c：稻瘟病菌侵染早期，OsSRFP1基因表达量显著上调，后期降低；d, e, f：H2O2积累；g, h: osbrw1/ossrfp1双突变体的抗病性与H2O2积累量均显著低于单突变体osbrw1和ossrfp1。）
转录组测序结合RT-qPCR研究，发现OsBRW1介导的抗病性与植物激素JA和SA代谢有关，OsBRW1基因增加了SA和JA的合成，协调诱发SAR和ISR免疫反应，赋予水稻抗病性。![]()
图2. OsBRW1基因调控SA和JA的代谢以影响免疫
该研究的大田实验结果进一步证实了OsBRW1基因具有均衡抗病与生长的功能特性。OsBRW1基因影响水稻籽粒的结实率，其突变体osbrw1的结实率低于野生型。连续三年的田间实验也发现，在稻瘟病菌侵染下表达OsBRW1基因的野生型的主要产量性状不受稻瘟病菌侵染的影响，即OsBRW1基因在抗病性时不降低产量。![]()
图 3. OsBRW1基因抗稻瘟病时不降低水稻产量
（Pi4b是野生型品种WT，GUY11为稻瘟病菌生理小种，H2O为清水对照。图g, h和f稻瘟病菌侵染下OsBRW1基因突变体osbrw1的结实率降低。）
福建农林大学何华勤教授为论文的唯一通讯作者，莆田学院青年教师马世伟、福建农林大学徐时长硕士和陶欢博士为论文共同第一作者。本研究得到了生物育种-国家科技重大项目子课题（2023ZD040720206）、国家自然科学基金项目（32370709、32302372）、福建省自然科学基金重点项目（2022J02020）、福建省重点科技计划项目（2022N5006、2022NZ030014）和莆田学院科研启动项目（2020004）的共同资助。原文链接：
https://doi.org/10.1111/pbi.14494
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