浙江
全球气候变化导致干旱和病害并发频发，水稻作为主要粮食作物尤其容易受到稻瘟病和干旱胁迫的双重打击。2026年8月22日，华中农业大学熊立仲教授和熊海燕教授团队在《Nature Communications》杂志上发表了题为“An LRR-truncated NLR natural variant confers dual resistance to drought and blast in rice”的研究论文，他们通过全基因组关联分析鉴定到一个水稻天然存在的NLR8-Hap2等位基因，该基因编码的截短蛋白能够同时增强水稻对干旱和稻瘟病的抗性。
研究团队利用240份水稻种质资源在田间干旱条件下对叶片卷曲度进行了全基因组关联分析，他们在第8染色体上定位到一个显著的抗旱位点qFDR8。该位点上的NLR8基因存在两种主要单倍型，其中NLR8-Hap2携带一个单碱基缺失，导致蛋白翻译提前终止并失去了C端的LRR结构域。团队进一步发现携带NLR8-Hap2的水稻材料在干旱胁迫下叶片卷曲度显著低于携带NLR8-Hap1的材料，并且研究团队通过CRISPR/Cas9基因编辑和遗传互补实验验证了该等位基因的功能。nlr8敲除突变体对干旱和稻瘟病都更加敏感，而NLR8-Hap2互补株系在两种胁迫下的抗性均显著优于NLR8-Hap1互补株系。
在分子机制层面，研究团队通过酵母双杂交筛选鉴定到两个与NLR8相互作用的转录因子OsbHLH148和OsBIHD1，前者参与茉莉酸介导的干旱响应通路，后者则调控乙烯合成和稻瘟病防御。他们利用双分子荧光互补、分裂荧光素酶互补和免疫共沉淀等多种实验证实了NLR8与这两个转录因子均存在直接相互作用，并且遗传分析表明OsbHLH148和OsBIHD1分别介导了干旱抗性和稻瘟病抗性，两条信号通路在遗传上相互独立。研究团队进一步发现NLR8-Hap2能够更有效地稳定OsbHLH148和OsBIHD1蛋白并减缓它们通过26S蛋白酶体的降解速度，结构域分析显示NLR8的CC结构域是与转录因子互作的核心区域，而LRR结构域会削弱这种结合能力。NLR8-Hap2因为缺失了LRR结构域而解除了这种抑制效应，从而获得了更强的转录因子稳定化能力和下游抗逆基因的激活效果。
在育种应用方面，研究团队将NLR8-Hap2等位基因通过回交转育的方式导入到籼稻恢复系明恢63和北方粳稻品种空育131两种遗传背景中，构建了近等基因系并进行田间小区试验。携带NLR8-Hap2的近等基因系在干旱处理下叶片卷曲度明显降低，结实率和单株产量均显著高于对照材料，在稻瘟病自然发病条件下病斑长度和面积也显著小于对照。重要的是在正常灌溉条件下NLR8-Hap2的导入没有引起可检测的产量损失，主要农艺性状和产量相关性状均与亲本材料相当。单倍型分布分析显示NLR8-Hap2在籼稻亚种中的频率为31.17%而在粳稻中仅为1.65%，这说明该优异等位基因在粳稻育种中具有巨大的应用潜力，为培育多抗逆性水稻品种提供了重要的基因资源和分子育种策略。
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