病害是影響農(nóng)作物生產(chǎn)的重要因素之一，白葉枯病是水稻生產(chǎn)中最常見的細(xì)菌性病害。利用主效抗病基因改良水稻品種一直是水稻生產(chǎn)中最重要的抗病策略。但是因?yàn)椴≡淖儺?，有些主效抗病基因的抗性容易喪失，利用具有持久抗性的抗病基因改良農(nóng)作物一直是育種家的育種目標(biāo)之一。在已經(jīng)被利用的主效抗白葉枯病基因中，Xa4基因是應(yīng)用范圍最廣、時(shí)間最長的一個(gè)。Xa4在很多國家種植的水稻中表現(xiàn)出持久的全生育期抗性，所以早在上世紀(jì)70年代便被引入商業(yè)化的水稻品種。攜帶Xa4基因的水稻品種在亞洲、非洲和南美洲的至少50多個(gè)國家種植，我國雜交稻也多帶有該基因。
　　我校水稻團(tuán)隊(duì)王石平課題組早在2003年就精細(xì)定位了Xa4基因，為通過分子標(biāo)記輔助選擇的方法利用Xa4基因奠定了基礎(chǔ)。最新研究發(fā)現(xiàn)，Xa4基因編碼細(xì)胞壁相關(guān)激酶（cellwallassociatedkinase），可以促進(jìn)纖維素的合成，抑制細(xì)胞壁松弛，從而增加細(xì)胞壁強(qiáng)度。Xa4基因的這種功能使水稻抗白葉枯病菌入侵，同時(shí)還增強(qiáng)了莖稈的機(jī)械強(qiáng)度，植株高度有所降低，有利于抗倒伏，不降低產(chǎn)量。
　　植物的細(xì)胞壁是抵抗病原菌侵害的第一道屏障，是被稱之為“基礎(chǔ)抗性”的一部分，廣泛存在于植物中。雖然“基礎(chǔ)抗性”通常抗病能力弱，但其抗性不容易喪失。而該研究揭示Xa4基因調(diào)控的抗病反應(yīng)與細(xì)胞壁的強(qiáng)度提高有關(guān)，且抗性強(qiáng)，從而解釋了為什么該基因具有持久抗性。另外，Xa4基因可以同時(shí)增加莖稈強(qiáng)度、降低株高，改良了多種農(nóng)藝性狀，也可以解釋為什么該基因被廣泛長期地用于全球水稻改良。
　　3月3日，NaturePlants以封面故事的形式發(fā)表了我校生科院/作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室水稻團(tuán)隊(duì)關(guān)于水稻抗白葉枯病主效基因Xa4克隆和機(jī)理研究的最新進(jìn)展。文章標(biāo)題為“Improvementofmultipleagro－nomictraitsbyadiseaseresistancegeneviacellwallreinforcement”。該團(tuán)隊(duì)分離克隆了在全世界水稻生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的主效抗白葉枯病基因Xa4，揭示Xa4基因除調(diào)控對白葉枯病菌小種特異性的持久抗性外，還調(diào)控莖稈強(qiáng)度和株高等重要農(nóng)藝性狀。NaturePlants同時(shí)以新聞和點(diǎn)評（News&Views）形式配發(fā)兩位瑞士科學(xué)家撰寫的“Resistance:Doublegainwithonegene”的新聞點(diǎn)評。
　　該研究的第一作者是生科院已畢業(yè)博士研究生胡珂鳴，通訊作者是王石平教授。該研究受到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和863項(xiàng)目的資助。