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一場水稻與病原菌的“軍備競賽”( 二 )

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它們是來自南方11個稻區的水稻 ， 除了生產于本省的品種外 ， 還有的來自廣東、湖南、江蘇、廣西等地區 。
這是省農業科學院生物技術研究所花了10余年時間 ， 從我國50多年來種植面積較大的水稻品種中篩選出來的 。 “想通過鑒定這些品種的抗病基因 ， 了解抗病基因在這些品種中的分布情況 。 此外 ， 通過鑒定這片稻田中不同類型發病品種 ， 找到稻瘟病菌中無毒基因的優勢基因型 。 ”田大剛說 。
好客的茶地鎮提供了充裕的空間 。 “每個品種種植14株 ， 分兩行 。 ”在田大剛的指導下 ， 一行又一行翠綠壯實的水稻秧苗依次插在了田間 。
7月下旬的苗期、8月下旬的最大分蘗期……季節交替中 ， 他們獲得了這些品種在田間生長不同時期的鑒定數據 。
當茶地鎮遍地稻谷隨秋風泛金波時 ， 這片試驗田里的水稻卻是枯死衰敗之景：葉、莖、葉鞘等均出現不同程度的發黃、發黑 ， 靠近一聞 ， 還會有腐爛味 。 “這就是稻瘟病了 。 ”田大剛說 。
原來 ， 在這種稻瘟病多發重發的地區 ， 多數水稻品種在整個生長期間 ， 需要打多次農藥才能保證收成 。 “但為了充分反映出抗病基因與無毒基因的互作情況 ， 我們利用田間自然發病 ， 因此這片試驗田整個生育期階段都不會打藥 。 到成熟期 ， 我們選擇不同類型發病品種 ， 分離菌株 。 ”田大剛說 。
試驗也從田埂轉到了實驗室 。 在南平農科所 ， 田大剛合作的團隊成員在超凈工作臺前 ， 對田埂中的稻穗一一取樣、分離、培養、鑒定、保存 ， 花了一個多月時間分離出稻瘟病菌株 。
田大剛發現 ， 這些不同時期的主栽品種 ， 既沒有表現出田間抗病性的明顯差異 ， 又不含有數量明顯不等的抗性基因 。 “這意味著 ， 抗稻瘟病基因在過去育種過程中的大多數時期未得到充分重視 ， 這可能是因為過去的育種家更多的關注點在產量、品質等方面 ， 或是這些品種多數沒有經歷過發病區的篩選 。 ”
他還發現 ， 堿基缺失、轉座子插入和基因片段重復是當地稻瘟病菌小種幾個關鍵無毒基因變異的主要原因 。 “無毒基因變了 ， 水稻原有的抗性基因就無法識別它了 。 這也解釋了為何有的水稻品種含有抗性基因卻喪失了抗病性 。 ”
當然 ， 一些優勢無毒基因型和抗病基因也被篩查出來了 。 “鑒定到的無毒基因AVR-Pi9中 ， 幾乎不存在變異基因型 ， 說明它是很穩定的‘靶點’ ， 能持續被水稻中對應的抗病基因識別 。 ”田大剛說 ， 另外他們還對在鑒定到的抗性品種中貢獻抗性的Pi2、Pigm（抗病基因）等進行了抗性驗證 ， 確定它們對當地的生理小種也表現出很好的抗性 ， 暗示了這兩個抗病基因對應的無毒基因 ， 必將是優勢無毒基因型 。
【一場水稻與病原菌的“軍備競賽”】“通過水稻抗性基因與稻瘟病菌無毒基因的關聯分析 ， 我們不僅摸清了水稻抗病基因應用情況 ， 也知道了稻瘟病菌生理小種中的優勢無毒基因型 ， 這為我們下一步選擇抗病基因育種提供了有價值的參考 。 ”田大剛說 。