二十世纪末,针对严重危害我国水稻和玉米生产的水稻黑条矮缩病和玉米粗缩病,本团队在国际上首次测定了病原基因组全序列,证明两病均由水稻黑条矮缩病毒引起,澄清了两病病原的长期混淆;阐明病害发生规律,建立病害防治技术,在全国病区推广应用,对遏制病害流行危害,挽回粮食损失起到了积极作用。成果获2004年度国家科学技术进步奖二等奖。

进入本世纪以来,本团队鉴定了浙江省水稻条纹叶枯病的病原,测定了水稻条纹病毒(RSV)全基因组序列及其相关的vsiRNA;通过高通量测序和基因功能分析,阐明了水稻条纹病毒通过互作影响水稻miRNA、叶绿体关键基因功能的致病机制;建立了分子检测技术体系,探明了水稻条纹病毒在浙江省的分布;分析了灰飞虱带毒率、虫量与发病率、危害损失的关系;摸清了浙江省水稻条纹叶枯病再流行的条件和规律,为病害的测报、防治提供了重要的科学依据;制定了该病害的防治指标、预测预报方法与规程,建立了中长期预测模型和危害损失模型;提出了科学的病害防治策略,建立了以农业、生物、物理、化学防治相结合的综合防治与病害持续控制技术,有效遏制了水稻条纹叶枯病的流行,取得显著的经济、社会和生态效益。该成果获得2008年度浙江省科学技术奖一等奖。

近年来,本团队在水稻病毒方面主要开展分子生物学研究,发现来源于水稻条纹病毒的siRNA靶向作用于植物内源基因导致病症发生的分子机理;明确osa-miR171b在水稻条纹病毒侵染过程中的作用;首次报道作物HSP70蛋白参与水稻条纹病毒复制;分析了水稻条纹病毒基因组中非编码间隔区的转录终止功能、水稻条纹病毒p3蛋白对水稻白叶枯病与稻瘟病的抗性作用、水稻条纹病毒pc4蛋白的定位特点、水稻体内与水稻条纹病毒侵染相关的新miRNA等。同时,围绕水稻黑条矮缩病毒编码蛋白功能及致病性展开研究,发现了细胞骨架和细胞分泌途径与病毒管状结构蛋白定位密切相关;揭示了外壳蛋白与内质网应激反应相互作用机制;阐明了病毒蛋白影响和调控激素途径的新机制,发现外壳蛋白在同属和不同属水稻病毒间互作中的作用机制,这些结果对了解和揭示水稻病毒的侵染机制奠定了基础。

在水稻抵抗病毒侵染研究方面,发现水稻OsHIR3基因介导了依赖于SA的基础抗性,转OsHIR3基因水稻不仅能够显著降低水稻条纹病毒积累量,而且增强水稻对白叶枯病菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzae,Xoo)的抗性。明确了茉莉酸、生长素、油菜素甾醇、脱落酸等激素途径间交叉互作在寄主抵抗水稻病毒侵染中的作用机制;发现激素途径调控的活性氧水平在寄主抵抗病毒侵染过程中发挥着重要的作用。这对从植物抗性角度改良和培育抗性品种提供了研究理论和基础。


此外,针对本世纪初南方水稻黑条矮缩病这个新病害在我国南方稻区暴发流行,陈剑平院士作为全国该病害统防统治专家组组长,组织相关专家研究制定病害防控技术体系,指导全国病害统防统治。本团队与华南农业大学周国辉团队合作率先通过分子鉴定确立该病病原作为一个病毒新种的分类地位,并于2016年被国际病毒学分类委员会(ICTV)采纳。同时,本团队以南方水稻黑条矮缩病毒-水稻互作体系为研究模型,发现南方水稻黑条矮缩病毒侵染诱导水稻产生一种新的细胞间通道(我们称之为Flexible Gateway,简称FL通道)。该通道可促进此类大尺寸病毒在韧皮部细胞间的运动,揭示了一种韧皮部限制性病毒侵染的新模式。

主要研究者:陈剑平、张恒木、燕 飞、孙宗涛、羊 健、程 晔、鲁宇文、郑红英、林 林
2019年4月编制