稻瘟病是世界性的重要水稻病害之一，該病由真菌感染所致，危害地域廣泛，在大風吹動下可在同一時間席卷整個田野，摧毀水稻，甚至可能導致顆粒無收。如今，據最新出版的美國《科學》雜志報道，日本科學家在水稻中鑒別出一種基因，有望持久抗擊稻瘟病。

　　植物病理學家、國際水稻研究所所長羅伯特?齊格勒（Robert Zeigler）稱稻瘟病是“一個災難性問題”；國際水稻研究所估計，這種稻病會導致85%的減產量。在我國，它同紋枯病、白葉病并列為水稻三大病害。

　　稻瘟病又稱稻熱病，在水稻的整個生育階段皆可發生，由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）感染所致，以分生孢子作為初侵染與再侵染的接種體，借氣流傳播，從寄主表皮直接侵入致病。病害發生流行同氣候、品種、肥水管理、病原菌生理小種變異等關系密切；按為害時期和部分的不同，可分為苗瘟、葉瘟、節瘟、葉枕瘟、稻頸瘟和谷粒瘟等。發達國家廣泛使用殺真菌劑來治理這種病害，但在發展中國家，出于經濟原因或配送等方面的考慮，絕大多數農民沒有采用殺真菌劑。

　　育種研究人員已經發現了可抗擊稻瘟病的多種基因，但是，經過轉基因工程攜帶有這些基因的水稻所產出的麥粒質量不高，而且，真菌會在一兩年里很快形成抗藥性，農民們不愿意種植這種抗病菌水稻。

　　如今，科學家們終于發現了一種新武器。Shuichi Fukuoka是日本國立農業生物學科學研究所的一名植物分子生物學家，他領導的研究小組發現了一種全新的基因，在不損害谷物品質的情況下有望持久對抗稻瘟病菌。澳大利亞科工組織植物產業部（CSIRO Plant Industry）的植物分子生物學家杰弗里?埃利斯說：“用遺傳方法更有效、更持久地控制稻瘟病，這是非常重要的。”

　　Fukuoka的研究小組將目標對準具有抗稻瘟病的水稻品種上，這種水稻在日本已經被栽培了一個多世紀，但一直不受歡迎。他們將這種水稻的抗病性追蹤到了數量性狀位點（QTL）上，QTL是一段含一個或多個基因的DNA片段，表明一個性狀是由一個或多個基因決定的。然而，不幸的是，他們在抗病水稻中鑒別出的QTL Pi21與水稻谷粒口感不好有關。

　　Fukuoka和同事決定繼續在QTL Pi21中鑒別出抗病菌基因，并試圖從這一DNA片段中分離出影響口味的基因片段。利用可以在更小的DNA片段上運作的圖位克隆法，他們發現了一種新的抗病菌基因，并將之取名為Pi21。通過與其他水稻品種進行對比，他們發現，如果去除Pi21對位基因或變異基因中的兩個部分，那么這個DNA片段就會失去一些功效。有趣的是，失去這些基因的QTL Pi21讓植物本身具備了抗真菌能力。在易受稻瘟病侵害的水稻品種中，Pi21基因的加入讓它們中的絕大多數具有了抗病能力。

　　以前曾經發現過抗病基因，這些基因通過與單個病菌的單個基因作用而發揮作用，但這種基因?基因間的相互作用會讓病菌很快演化出抗性；Pi21基因的抗病原理與此不同，Fukuoka說：“Pi21基因有不同的結構和不同的機理，所以，我們認為它應該會有更持久的抗病能力。”

　　為了弄清這種基因對谷物品質的影響，Fukuoka小組在大面積的土地上以間種的方式種植了攜帶QTL Pi21的水稻和高質量的商業化水稻。在一種有異常口味的水稻中，他們在Pi21附近發現了一種基因，這種基因在口味很好的水稻中沒有被發現。于是，他們在Pi21中剔除了這種表達不好口味的基因，并將之植入商業化的水稻中。結果發現，這樣種植的水稻能夠抗擊稻瘟病，谷粒的口味也沒有受到影響。

　　當然，還需要作進一步的研究以確定這種基因的有效性。Fukuoka等強調，與以前發現的抗病性基因相比，這種新基因仍有不完善的地方，比如，新基因的抗病性不是通過預防傳染而是通過限制疾病傳播表現出來的。Fukuoka的團隊準備將相關的抗病基因整合在一起。埃利斯說，基因“堆垛”在水稻育種中越來越多。

　　《科學》的文章指出，當攜帶Pi21基因的水稻品種一年后在日本進行商業化栽培后，這種基因的長期作用就會更加明晰。Fukuoka表示，國際水稻研究所計劃在不久的將來在熱帶地區的水稻品種中測試這種基因，這將有助于抗病性育種的研究。(科學時報）