水稻是全球重要的糧食作物之一，常常受到稻瘟病、稻曲病和白葉枯病等多種病害的威脅。稻瘟病是一種嚴重的真菌病害，在學界被稱為“水稻癌癥”，每年給我國造成的糧食損失就高達30億公斤。培育廣譜抗病品種是實現(xiàn)水稻瘟病綠色防控的最有效措施，對保障我國和全球糧食安全具有重要意義。

此前，科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種名為RBL1的類病斑突變體基因，具有廣譜抗病性，但這種具有突變體基因的水稻產(chǎn)量較低，限制了其在水稻抗病育種中的應用。

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6月14日，《自然》雜志發(fā)表了華中農業(yè)大學李國田教授團隊牽頭完成的一項重要研究成果，這項研究克隆了一種名為RBL1的廣譜抗病類突變體基因，并通過基因編輯技術成功創(chuàng)制了一個名為RBL1Δ12的新基因，該基因可將水稻的抗性等級提高3級，減少39％水稻產(chǎn)量損失，若推廣應用可挽救8億公斤糧食、滿足1500萬人一年糧食需求。

與傳統(tǒng)的抗病基因相比，這個基因還具有更強的普適性、跨物種特性，且具有廣闊的抗病育種應用前景，可實現(xiàn)對稻瘟病、白葉枯、稻曲病三病抗性的“加持”。該研究成果得到了國內外同行的高度評價，并在《自然》雜志上以研究簡報的形式進行了科普性報道。

2013年前后，農業(yè)微生物資源發(fā)掘與利用全國重點實驗室、湖北洪山實驗室李國田教授在3000多份材料中篩選出特別抗性的突變體并克隆了該基因，并陸續(xù)應用于實驗之中。然而，那時該突變體抗性極強、生長極差，難以收獲足夠的種子，大量的遺傳學工作在艱難“掘進”之中。

科研的進步，得益于新技術的發(fā)展。2015年前后，“基因編輯”技術在水稻上日益成熟，這把神奇的“分子剪刀”大大拓展了實驗邊界。2018年，李國田從加州大學回國就職于華中農大，他和團隊成員一道，從擴大研究到溫室擴繁再到大田測試，科研進程不斷向前推進。

2020年9月的某一天，武漢，獅子山北麓，一株株表型優(yōu)異的水稻正迎風展綠。這引起了李國田的特別注意，它是一株基因優(yōu)化的水稻——在不改變表型、產(chǎn)量和其他重要性狀前提下，可顯著提高稻瘟病抗性等級。這一發(fā)現(xiàn)讓團隊成員無比興奮。

研究團隊對RBL1基因進行了編輯，在基因序列的多個位置進行了修改，創(chuàng)造出了一種名為RBL1Δ12的新基因。研究結果表明，該基因顯著增強了水稻對不同地區(qū)的稻瘟菌、白葉枯菌和稻曲菌生理小種的抗性。在田間試驗中發(fā)現(xiàn)，RBL1Δ12突變體穩(wěn)定產(chǎn)量，并且在稻瘟病害嚴重發(fā)生時能夠挽救近四成的產(chǎn)量損失。

研究團隊還發(fā)現(xiàn)，該基因在小麥抗銹病和紋枯病上也具有顯著效果，進一步證明了該基因在作物抗病育種、植物病害綠色防控、保障國家糧食安全中的巨大應用潛力。

據(jù)了解，該研究集合了全球同行的協(xié)同攻關，除了李國田團隊實驗室，還匯聚了來自加州大學戴維斯分校、西北農林科技大學和法國波爾多大學等20余位學者的科研接力。

來自李國田團隊的沙干和孫鵬告訴記者，由于觀察實驗，他們已連續(xù)三年與導師一起過年。每年4、5月份，王寅就要和師兄一起去海南南繁基地，40多度的高溫，幾千株苗得一株一株接。周亞茹和韓欣雨則對每年的“插秧小能手”比賽印象深刻。每年春耕月份的凌晨4、5時，導師和同學們一起來到山北基地，手持幼苗，腳踩泥土，分區(qū)插秧。他們精心標識著水稻區(qū)塊，評出一年一度的“插秧小能手”。

在這種精神感召下，如今，團隊已經(jīng)有20余人，他們一起翻地插秧、脫?？挤N、大戰(zhàn)蚊蟲、實驗分析。李國田介紹，目前帶有“RBL12”廣譜抗病的秧苗在恩施長勢正好，那里是中國稻瘟病最復雜的區(qū)域之一。若推廣應用到育種一線，這種新型廣譜抗病基因將真正賦能國家糧食安全。

（中國日報湖北記者站：周荔華 劉坤）

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