跨“域”聚力，智破“蔗”困——三支科研團隊攜手攻關(guān)甘蔗黑穗病難題

甘蔗是食糖供給的“壓艙石”，支撐著全國九成左右的糖料生產(chǎn)，也是南方蔗區(qū)農(nóng)民增收的重要支柱。然而，每到盛夏高溫高濕時節(jié)，甘蔗黑穗病便容易大面積爆發(fā)，傳播快、危害重、防控難。近年來，甘蔗黑粉菌持續(xù)進化、毒力不斷升級，即使是甘蔗熱帶種等傳統(tǒng)抗病種質(zhì)和主推品種，也頻頻在田間染病，原有抗病屏障正被突破。

1、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同，三支團隊集結(jié)攻關(guān)

面對黑穗病菌株進化機制不明、致病機理不清、甘蔗抗病分子機制解析不足、育種靶點匱乏等核心難題，單一科研力量難以兼顧病原機理、抗病機制與育種應(yīng)用（圖1）。為此，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究中心主任/中國熱帶作物學(xué)會遺傳育種專委會主任闕友雄研究員領(lǐng)銜，聯(lián)合甘蔗抗黑穗病機制研究領(lǐng)域的青年科學(xué)家/福建農(nóng)林大學(xué)國家甘蔗工程技術(shù)研究中心逆境生物學(xué)與分子育種研發(fā)室主任蘇亞春副研究員、甘蔗黑穗病菌致病機理研究領(lǐng)域的青年科學(xué)家/地處我國甘蔗主產(chǎn)區(qū)廣西的玉林師范學(xué)院凌輝副教授團隊，打破校際與學(xué)科壁壘，組建跨單位長期協(xié)同攻關(guān)團隊，聚黑穗病致病機理、甘蔗抗病機制、抗病種質(zhì)創(chuàng)新三大核心方向，構(gòu)建起“病原解析—機理深挖—育種落地”的全鏈條研究體系，為甘蔗種業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效賦能。

圖1 甘蔗鞭黑粉菌的侵染循環(huán)及其危害

2、成果亮眼，首次揭示多項關(guān)鍵機制

依托高效協(xié)同機制，在國家自然科學(xué)基金等項目的持續(xù)資助下，聯(lián)合團隊聚焦甘蔗對黑穗病抗性及黑穗病菌的致病，協(xié)同攻關(guān)，在病菌快速檢測、抗性精準評價和抗病種質(zhì)創(chuàng)制等領(lǐng)域取得了系列研究成果，闡明了甘蔗抗黑穗病的免疫穩(wěn)態(tài)和調(diào)控機制，在Plant Biotechnology Journal、New Phytologist、Plant Journal、Plant Cell & Environment、Molecular Plant Pathology和Plant Disease等國際知名期刊發(fā)表多項高水平成果。首次系統(tǒng)揭示了黑粉菌免疫逃逸新機制、甘蔗抗黑穗病核心調(diào)控通路，填補了領(lǐng)域多項研究空白（圖2）。研究還發(fā)現(xiàn)，ScWRKY2/4分別負調(diào)控JA信號通路與抗病性，加劇病害發(fā)生；ScWRKY6通過結(jié)合ScSAG39，調(diào)控抗病基因ScPR1表達，維持甘蔗免疫穩(wěn)態(tài)。此外，功能基因ScOPR2、ScSEC14-1可顯著提升植物抗病性，豐富了甘蔗抗病基因資源庫（圖2）。團隊明確的致病關(guān)鍵因子、抗病核心基因與互作調(diào)控模型，為甘蔗抗黑穗病精準育種、靶向防控、種質(zhì)改良提供了重要靶點與技術(shù)支撐，有效助力破解品種抗性退化、新菌株危害等產(chǎn)業(yè)難題。

圖2 甘蔗-黑穗病菌互作的多層面、多因子復(fù)雜調(diào)控機制

注：圖示整合了聯(lián)合團隊鑒定出的多個關(guān)鍵因子與調(diào)控通路。左側(cè)為黑穗病菌，右側(cè)為甘蔗細胞。其中，SsPE15是病菌分泌的關(guān)鍵效應(yīng)蛋白，可進入甘蔗細胞干擾免疫；ScPEPR1是甘蔗識別病菌的受體蛋白；ScWRKY2/4分別負調(diào)控JA信號通路、抑制抗病性；ScWRKY6通過激活ScSAG39上調(diào)抗病基因ScPR1表達，維持免疫穩(wěn)態(tài)；ScOPR2與ScSEC14-1被證實可顯著增強植物抗病力。實線箭頭表示促進作用，虛線表示調(diào)控關(guān)系，T形箭頭表示抑制作用。

3、聚力前行，誠邀青年英才共筑蔗業(yè)未來

深耕科研不止步，協(xié)同創(chuàng)新再出發(fā)。下一步，三支團隊將持續(xù)深化跨校、跨領(lǐng)域協(xié)同攻關(guān)，聚焦黑穗病菌株進化機制、抗病分子機制迭代解析、優(yōu)異抗病種質(zhì)創(chuàng)制、綠色防控技術(shù)研發(fā)等重點方向（圖3），持續(xù)完善“機理研究—技術(shù)創(chuàng)新—產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”全鏈條體系，助力我國甘蔗種業(yè)自主可控與熱帶特色農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

圖3 甘蔗黑穗病綜合防控策略

4、歡迎加入我們

本聯(lián)合研究團隊長期面向作物抗病育種、分子生物學(xué)、植物病理學(xué)領(lǐng)域開放合作。無論您是攻讀學(xué)位、入職就業(yè)，還是開展博士后研究，或者希望參與科研攻關(guān)與項目學(xué)習(xí)，我們都將依托優(yōu)質(zhì)科研平臺、成熟研究體系與豐富產(chǎn)學(xué)研資源，為您提供良好的科研歷練與成長空間。期待更多新銳力量扎根甘蔗科研賽道，以科創(chuàng)之力破解產(chǎn)業(yè)難題，賦能鄉(xiāng)村振興與農(nóng)業(yè)科技自立自強。

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