2021年12月16日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心何祖华研究团队在国际顶尖学术期刊《自然》（Nature）发表研究论文，揭示了一条全新的植物基础免疫代谢调控网络，在水稻广谱抗病性研究方面取得了新突破。

水稻作为我国主要的粮食作物，其产量和品质受到多种病原菌的威胁。其中，稻瘟病作为水稻的“癌症”会造成水稻的减产甚至绝产，是水稻生产中最严重的病害之一。我国不同稻区均是稻瘟病的易发区，每年因稻瘟病发病直接损失稻谷约30亿公斤。而目前利用化学农药对田间病害进行防治的方法，已经造成了严重的环境污染和食品安全问题。因此，挖掘和培育新的广谱持久抗病品种是控制稻瘟病最为经济、安全和有效的方法，也是实现绿色生态农业的重要保障。

该研究团队综合运用了田间及遗传、分子生物学和生物化学等实验技术平台，鉴定到一个新的水稻免疫调控蛋白PICI1。进一步揭示了一条全新的植物防卫代谢通路——PICI1通过增强蛋氨酸合酶的蛋白稳定性，强化蛋氨酸合成，促进抗病激素乙烯的生物合成，从而调控水稻的基础抗病性（PTI）。

同时，在水稻和病原菌之间存在着一场“军备竞赛”，病原菌通过分泌毒性蛋白直接降解PICI1，抑制水稻的基础抗病性，使之有利于病原菌的入侵。研究发现，水稻进化产生的广谱抗病NLR受体可以通过抑制病原菌毒性蛋白与PICI1的互作，保护并加强PICI1的功能，进而激活更多的防卫化学物质（蛋氨酸——乙烯）的合成，以获得广谱抗病性。防卫物质“PICI1——蛋氨酸——乙烯” 代谢途径作为植物和病原菌争夺的重要“化学装备”，对于植物获得广谱抗病的“全面胜利”起着至关重要的作用。

研究团队通过对3000份水稻品种的基因组数据进行分析，挖掘到PICI1优异的田间抗病变异位点，为水稻抗病育种提供了新的思路和靶点。通过加强水稻“PICI1——蛋氨酸——乙烯”化学代谢网络，有望达到水稻广谱持久抗稻瘟病的目的，并降低农药的施用，为农业的可持续发展提供新的策略。

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