问：病原菌如何让水稻“投降”？答：派一条RNA去绑架免疫系统。

5月20日，四川农业大学陈学伟教授团队在国际顶级期刊《自然》上发表了一项重磅研究：他们发现，引起水稻“致命癌症”——稻瘟病的病原菌稻瘟菌，会分泌一种长链非编码RNA作为“分子武器”，潜入水稻细胞，精准“劫持”水稻的免疫系统，从而引发病害。这一发现颠覆了以往“只有蛋白质或微小RNA才能跨界传递”的传统认知，也为开发绿色、智能的作物病害防控技术提供了全新路径。

图为稻瘟菌和水稻之间的跨界RNA攻防战。

“分子木马计”：病原菌的RNA如何攻破水稻防线？

稻瘟病是水稻最严重的病害之一，全球每年因此减产10%–30%，我国近十年年均发病面积约7200万亩。长期以来，科学家知道病原菌会分泌“效应子”破坏植物免疫，但大多数研究聚焦于蛋白质。而陈学伟团队把目光投向了基因组中不编码蛋白质的“暗物质”——非编码RNA。

他们发现，稻瘟菌在侵染水稻时，会大量生产一条名为lnc117761的长链非编码RNA。这条RNA像“特洛伊木马”一样，被病原菌分泌出来，跨界进入水稻细胞。

进入水稻后，它会精准寻找并“绑架”水稻内部的一位“免疫卫士”——名为miR5827的微小RNA。

原本，miR5827的任务是“盯住”一个叫PKR1的免疫负调控基因，抑制其表达，从而让水稻保持较强的抗病能力。但lnc117761一旦与miR5827结合，就像磁铁吸走了哨兵，miR5827无法再压制PKR1。被“释放”的PKR1随即削弱水稻的免疫反应，病害便乘虚而入。

图为跨界传递图例。

“这就像攻防战——病原菌派遣‘破坏分子’RNA潜入水稻，精准劫持水稻的防御系统。”陈学伟教授这样形象地解释。

此前，生物学界的主流观点认为，只有效应蛋白或很短的微小RNA才能在不同物种间跨界传递。而这项研究首次证明：更长、结构更复杂的长链非编码RNA同样具备这一能力，这是一个动植物病害领域的概念性突破。

人工RNA制剂可降病30%–40%

更具应用价值的是，这种“RNA-RNA”直接配对的机制并非个例。研究团队发现，从微生物到植物，lnc117761与miR5827的互补配对序列在大量物种中广泛存在，暗示这是一种古老的生物互作“语言”。

图为稻瘟菌与水稻之间的非编码RNA跨界对话新机制。

基于这一原理，科学家可以设计两类新型生物制剂：

靶向病原菌的RNA生物农药：破坏病原菌的“致病RNA”；

作物免疫增强剂：补充或保护作物自身的“免疫卫士”微小RNA。

与传统化学农药不同，这类RNA制剂对人体健康和环境安全友好，属于绿色生物农药。研究团队已成功合成人工RNA制剂，实验表明，它能显著提高水稻、小麦等主要粮食作物的抗病性，将真菌病害感染率降低30%–40%。目前该成果已申请专利，近年有望投入生产实践。

与此同时，团队还计划选育天然高表达相关免疫基因的水稻品种，从种源上增强抗病能力。

“走无人区”的科研浪漫

这项研究前后历时10年，凝聚了7位共同第一作者、多位导师、至少三届研究生的接力攻关。

图为科研团队。

最艰难的环节是证明“病原菌的RNA真的进入了水稻细胞”以及“它真的与水稻的免疫卫士结合”。仅这一项验证，团队就用了两年时间，先后尝试6种不同方法，甚至辗转联系借用尚未商业化的前沿试剂、求助刚发表论文的作者。

“科研就像走无人区，可见的崎岖和风险很多，但坚持下去，才能看到新的风景。”陈学伟说。