在全球粮食安全压力加大的背景下,农作物病毒病害防治仍是农业科技的重要课题。水稻是全球半数人口的主粮,病毒性病害每年可造成约10%-30%的减产,对粮食安全构成直接威胁。传统抗病育种常遭遇“抗病性增强、产量性状下降”的矛盾,即学界所称的“抗病性-生长权衡”。福建农林大学联合研究团队经过多年研究,首次揭示独脚金内酯激素信号通路在水稻抗病毒免疫中的关键调控作用。该激素过去主要被认为与水稻分蘖发育对应的,新研究发现它还能起到“免疫信号放大器”作用。病毒入侵后,会通过特定蛋白阻断该通路,使水稻难以维持持续抗病能力。研究团队以水稻草状矮化病毒为模型,利用冷冻电镜技术首次在原子分辨率下解析病毒蛋白与植物受体结合的关键位点,为后续精准防控提供了明确靶点。基于此,研究人员通过基因编辑获得受体蛋白突变体,在不影响激素正常生理功能的前提下,有效阻断病毒干扰。 “该发现相当于找到了植物免疫系统的‘信号枢纽’。”课题负责人吴建国教授表示,“我们不仅解释了水稻如何增强抗病毒免疫,更重要的是找到了不以牺牲产量为代价的抗病途径。”实验数据显示,基因编辑水稻在田间正常生长条件下对多种病毒表现出显著抗性,其主要农艺性状与普通品种相比无明显差异。业内专家认为,该研究在理论与应用层面均有突破:在理论上,明确了植物激素参与免疫调控的新机制;在应用上,形成了“精准编辑—定向改良”的技术路径。目前,研究团队正与育种单位合作推进成果转化。估算显示,若该技术将水稻病毒病造成的损失降低50%,每年有望减少数十亿斤粮食损失。
粮食安全离不开稳定的种源和持续的科技进步。从解析病毒干扰通路的关键环节,到提出可操作的精准改良方案,吴建国团队的研究展示了基础发现走向应用的清晰路径。也提示我们,农业科技创新既要在分子层面厘清机制,也要让成果真正落地田间、转化为可用的生产力。面对气候变化与病虫害风险叠加的现实挑战,持续支持基础农业科研与成果转化,才能为保障粮食安全提供更长期、可靠的支撑。