近日，中國農業科學院植物保護研究所作物病原生物功能基因組研究創新團隊在《科學通報（英文版）》（Science Bulletin）在線發表論文。該研究創新性地將植物基礎免疫關鍵基因和抗病基因進行聚合，培育出廣譜抗病水稻新材料，為作物抗病分子育種開辟了新路徑。
植物基礎免疫反應表現對多種病原菌的廣譜抗性，但強度相對較弱；抗病基因（R）介導的特異性免疫反應賦予完全抗性，但僅對特定病原小種有效。多種植物中過表達基礎免疫核心正調控因子NPR1均能實現廣譜抗性，但伴隨植株生長抑制和產量下降，限制了其在育種中的應用。水稻抗稻瘟病基因Piz-t對包含AvrPiz-t的稻瘟菌小種表現完全抗性，但不能識別稻瘟菌其他小種或病原菌。
研究發現，Piz-t與OsNPR1相互作用，敲除OsNPR1會削弱基礎免疫，但并未破壞Piz-t介導的抗性。將OsNPR1過表達水稻與攜帶Piz-t的水稻進行雜交聚合，獲得新水稻材料（Piz-t×OsNPR1OE）。新材料不僅保持了Piz-t對非親和稻瘟菌小種的抗性，還顯著增強了對親和稻瘟菌小種和細菌性白葉枯菌（Xoo）的抗病能力。有趣的是，Piz-t能夠促進OsNPR1的二聚化，導致新材料部分緩解了OsNPR1過表達引起的植株生長缺陷。研究鑒定OsNPR1二聚化的位點，并證實OsNPR1二聚化是平衡抗病性與生長發育的關鍵。從而解析Piz-t通過促進OsNPR1二聚化擴展抗病性的分子機制。基于上述發現，團隊在育種材料07GY31-Piz-t背景中過表達OsNPR1，創制出兼具廣譜抗病性且不影響生長的水稻新種質。
該成果不僅為NPR1基因在抗病育種中的應用提供了新策略，也為基礎免疫基因和抗病基因聚合實現抗性改良提供了范例。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.12.044
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