水稻胡麻叶斑病由稻平脐蠕孢菌（Bipolaris oryzae，B. oryzae）引起，是世界性水稻病害，历史上曾引发孟加拉大饥荒，在亚洲、非洲稻区常年造成约4%的稻谷减产。在我国西南及南方红壤稻区、新开垦稻田，有效磷不足常常伴随胡麻叶斑病集中爆发。在育种和生产一线很早就观察到这一现象，但缺磷诱发水稻感病的内在机理一直不明确，也是水稻抗逆抗病研究中亟待破解的难题。

图1.水稻胡麻斑病发病症状（图片来源网络）

    植酸是水稻体内最主要的有机磷储存形式。本研究从田间生产问题出发，试验证实土壤有效磷水平、水稻植酸含量、胡麻叶斑病抗性三者显著正相关。利用 CRISPR/Cas9 技术敲除植酸合成关键基因OsITPK6后，水稻内源植酸含量显著下降，植株出现矮化、抽穗延迟、结实率降低等缺陷，下部叶片发生自发性细胞死亡，抗病能力明显下降。外源补磷也无法让突变体顺利将无机磷转化为植酸，反而容易引发磷毒害，加剧叶片坏死。

    体外实验表明，植酸能够抑制稻平脐蠕孢菌菌丝生长和孢子萌发，破坏菌丝结构，同时激活水稻防御相关基因表达，启动植株免疫。研究还发现，病原菌会争夺水稻细胞内的无机磷供自身生长，而水稻可主动将无机磷转化为植酸，锁住磷源、限制病菌获取营养，形成一套独特的防御策略。

图2.增加土壤可吸收磷可促进水稻植酸生物合成提高水稻对胡麻斑病的抗性

    长期以来，防控胡麻叶斑病多依靠抗病品种或者农药防治，该研究打通了 “磷营养—植酸合成—抗病”调控通路，为低磷稻田病害管控开辟了新方向。合理优化磷肥管理、挖掘通路内优异基因，有望培育磷高效、抗胡麻叶斑病的水稻新材料。下一步，我们将立足福建及南方红壤稻区生产需求，加快成果转化，助力稻田绿色稳产。(文、图/水稻所 朱永生)

图3.植酸处理抑制胡麻斑病菌生长并诱导水稻防御相关基因转录