9月29日,中国农业科学院作物科学研究所郑晓明团队联合崖州湾国家实验室、中国农科院农业基因组研究所等单位,解析了野生稻复合遗传位点RBA1的结构变异对水稻苗期耐冷性和稻瘟病抗性的遗传效应,揭示了该位点内部不同基因在耐冷与抗病调控中的功能分工,并成功实现水稻耐冷和抗病的定向协同改良。相关研究成果发表在《生命(Vita)》上。

低温是影响水稻苗期生长和区域适应的重要环境因素。在我国南方早稻和部分双季稻种植区,水稻苗期不仅可能遭遇阶段性低温,后续还面临稻瘟病等病害压力,两类逆境叠加直接影响苗期群体建成和稳产。此前研究多聚焦耐冷或抗病单一性状,但不同抗逆性状之间的遗传关系尚不明确。
研究团队从广西普通野生稻中鉴定到苗期耐冷位点RBA1。通过精细定位和基因组比较分析发现,该位点存在一段约25700个碱基对的复杂结构变异,其中包含ORF1、ORF2 和ORF3 三个结构特殊的抗病相关基因。功能分析进一步表明,三个基因均参与苗期低温响应,但在耐冷和抗病中的作用并不相同,其中ORF1 具有增强稻瘟病抗性的作用,另外两个侧重调控水稻低温耐受能力,位点内部基因功能分工清晰、功能互补。这种一个复杂位点、多个功能组分的遗传结构,为耐冷和抗病的协同改良提供了新的思路。
基于这一发现,研究团队突破了将RBA1作为一个整体位点导入传统育种思路,根据不同品种育种需求,对位点内部基因进行有针对性的选择和改造,并分别在“低温+病害”双逆境胁迫主栽品种“南粳9108”“美香占2号”和杂交稻亲本中进行验证,成功实现了耐冷性和稻瘟病抗性的定向优化。该研究为突破复杂位点连锁利用的限制,以及水稻耐冷、抗病等多性状协同改良提供了新的遗传资源和育种途径。
崖州湾国家实验室张斌为第一作者,作科所钱前院士,作物基因资源与育种全国重点实验室、作科所郑晓明研究员、基因组所商连光研究员为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助。
原文链接:https://doi.org/10.15302/vita.2026.09.0073