2021年神农中华农业科技奖一等奖—水稻广谱抗白叶枯病基因Xa23的发掘与应用
本成果的主要完成单位包括中国农业科学院作物科学研究所、广西大学、安徽省农业科学院水稻研究所、湖北省农业科学院粮食作物研究所、广西壮族自治区农业科学院水稻研究所；赵开军研究员为成果第一完成人。
白叶枯病是水稻的毁灭性病害之一，严重威胁水稻的安全生产。种植抗病品种是防治该病的最佳措施，但我国在本世纪之前，育种利用的主流抗白叶枯病基因资源均来自国外。引进基因资源对我国白叶枯病菌的抗谱偏窄，加之强毒性菌株的出现和扩散，导致我国在1960-1990年代的栽培稻品种大多不抗白叶枯病，常常造成大面积减产。针对这一育种瓶颈问题，该成果从1987年开始，创建了野生稻抗白叶枯病资源的“抗谱全覆盖”筛选技术，从18个种的2000份野生稻中挖掘出广谱高抗白叶枯病种质RBB16，并将其抗病性导入栽培稻，创制出广谱高抗白叶枯病新种质CBB23，其抗病优异特性超越了国际上原有最好的IRBB21，被国际同行誉为广谱抗白叶枯病基因资源的国际新标杆，改写了我国长期依赖国外抗白叶枯病资源的历史。
图1 CBB23改写我国依赖国外抗白叶枯病基因的历史
该成果还从CBB23中克隆了著名的广谱高抗白叶枯病抗性基因 Xa23 及病原菌中对应的互作基因 avrXa23 ，阐明了 Xa23 广谱抗病的分子机理，为其有效利用奠定了理论基础。开发了分子标记辅助选择 Xa23 的高效育种技术，有效突破了野生稻抗病基因难以直接用于栽培稻育种实践的困局。该成果的技术和产品具有重大创新，整体达国际先进、部分达国际领先水平，已被全国50多个单位引用，全国已育成含 Xa23 的抗病水稻品种70多个，累计推广应用超过1亿亩，实现经济社会效益近150亿元。在驱动我国抗病水稻品种升级换代、解决白叶枯病危害问题及促进水稻产业绿色发展等方面发挥了关键作用。
图2 Xa23 基因在水稻生产上发挥抗白叶枯病作用
