棉花是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要戰(zhàn)略物資。棉花黃萎病是棉花zui嚴(yán)重的病害，由于沒(méi)有有效的防治措施，是目前棉花產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大限制因素。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所植物“百人計(jì)劃”、“國(guó)家杰出青年基金”獲得者郭惠珊所領(lǐng)導(dǎo)的研究組，在中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)（B類）和農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)以及研究所科學(xué)研究基金的資助下，通過(guò)八年的努力，成功利用RNAi技術(shù)在防治棉花黃萎病方面取得了一系列突破性的研究進(jìn)展。相關(guān)研究成果的科技轉(zhuǎn)化，對(duì)于棉花黃萎病的防治以及棉花產(chǎn)業(yè)的安全都將產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。

RNAi是現(xiàn)代基因調(diào)控的重大發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)研究在2002年就獲評(píng)年度重要科技進(jìn)展。2006年其發(fā)現(xiàn)者安德魯·法爾和克雷格·梅洛共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。RNAi是雙鏈RNA產(chǎn)生小RNA，可以對(duì)同源靶標(biāo)RNA進(jìn)行切割或抑制其轉(zhuǎn)譯的過(guò)程。研究人員通過(guò)深入研究大麗輪枝菌侵染結(jié)構(gòu)和致病機(jī)理，發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌產(chǎn)生特殊的侵染結(jié)構(gòu)——附著枝，附著枝進(jìn)而形成穿刺釘，刺穿根表皮細(xì)胞壁，zui終實(shí)現(xiàn)根維管組織的定殖。這篇文章于7月27日發(fā)表在PLOS Pathogens上。

隨后，科研人員成功利用寄主誘導(dǎo)RNAi（HIGS）技術(shù)在早熟陸地棉中實(shí)現(xiàn)了抗黃萎病的種質(zhì)創(chuàng)新，新品系經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家西北內(nèi)陸棉區(qū)抗病性鑒定中心的鑒定，抗黃萎病性相對(duì)于對(duì)照品種提高了22.25%。研究論文發(fā)表于期刊《分子植物》（Molecular Plants, Zhang et al., 2016），這是上為HIGS在植物防控真菌病害的運(yùn)用中提供了重要的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。該技術(shù)在棉花抗黃萎病上的突破將大幅度推動(dòng)陸地棉抗黃萎病的種質(zhì)創(chuàng)新。

研究人員zui近還發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌侵染棉花誘導(dǎo)積累一類植物內(nèi)源小RNA（miRNAs），這些miRNAs能夠轉(zhuǎn)運(yùn)到病菌細(xì)胞中，降解病菌的致病基因，研究論文于9月26日在線發(fā)表于期刊《自然-植物》（Nature Plants, Zhang et al., 2016 26-Sep-2016 online）。該項(xiàng)研究在上證明了植物-真菌跨界小RNA誘導(dǎo)病原靶基因沉默的抗病新途徑。這一自然抗病新途徑的發(fā)現(xiàn)，為HIGS技術(shù)在棉花抗黃萎病的有效應(yīng)用提供了重要的理論支持，也將宿主-病原菌互作領(lǐng)域的研究進(jìn)入新的層面。

除了在學(xué)術(shù)領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)了新的局面以外，這一系列研究成果也為棉花黃萎病的可持續(xù)防控提供了重要的理論和技術(shù)支撐，使得抗黃萎病棉花品種培育跨出了具有里程碑意義的一大步。為后續(xù)解決不同生理型黃萎病菌的抗性問(wèn)題，使其具有廣泛的區(qū)域適應(yīng)性提供了可能。同時(shí)，該成果對(duì)于土傳病害的防控具有重要的借鑒價(jià)值。

（深圳子科生物報(bào)道）