水稻的产量和品质对保障国家粮食安全至关重要，而病虫害是影响水稻生产最主要的因素之一。目前在水稻中发现了19种病毒病，其中南方水稻黑条矮缩病（Souther rice black-streaked dwarf virus disease，SRBSDVD）是近十年影响我国南部和中南半岛各国水稻生产的最主要病毒病害^[1]。SRBSDVD由迁飞性害虫白背飞虱（sogatella furcifera）以持久增殖型方式传播，可导致水稻产量损失50% 以上，局部地区甚至颗粒无收，且一旦发病，产量损失无法逆转。广东和广西是我国SRBSDVD发生最严重的2个地区，该病对我国华南稻区的水稻生产构成巨大威胁。鉴于此，SRBSDVD分别被列入2020年和2023年农业农村部制定的《一类农作物病虫害名录》中，是名录中两种水稻病害之一，也是名录中唯一的病毒病害，可见该病的防控对我国农业生产尤为重要。

SRBSDVD于2001年首次被周国辉等^[2]在广东省阳西县水稻田中发现，是由南方水稻黑条矮缩病毒（Souther rice black-streaked dwarf virus，SRBSDV）侵染引起的毁灭性水稻病毒病。该病毒引起的水稻症状与20世纪60年代和90年代在华北、华东大规模流行的水稻黑条矮缩病（Rice black-streaked dwarf virus disease，RBSDVD）相似，基因组测序后发现SRBSDV与RBSDV的同源性较高，二者同为呼肠孤病毒科（Reoviridae）斐济病毒属（Fijivirus），但属于不同种^[3]，且传播媒介不同。

目前对SRBSDVD的发生流行规律尚未全面了解，也无直接有效的防治方法。当前主要防治措施是围绕其传播媒介白背飞虱开展“治虫防病”，包括农业措施防控和化学防控两方面。然而，由于白背飞虱是迁飞性害虫，受迁出地毒源、大气气流的影响，导致该病毒的传播具有广泛性和发生区域的不确定性，在监测传毒白背飞虱的迁入、精准防控该病毒病的流行上存在一定难度。随着气候变化、昆虫迁飞和繁殖模式改变，该病害目前已出现向北方扩展的趋势^[4]。长期施药易造成污染环境，不利于水稻生产的可持续发展，并且白背飞虱的种群数量较大和易产生耐药性等特性，导致其防治效果不佳。

水稻生产实践证明，挖掘利用新抗源和培育抗病新品种是控制水稻病害最经济、最有效、最环保的措施，也是实现水稻优质、稳产、高产的关键。由于SRBSDVD是近年才新发现的病害，其抗病育种工作大部分还处于抗性资源筛选方面，且缺少高效、标准化的抗性鉴定体系，水稻抗源材料的鉴定及抗病基因定位、克隆等工作目前还处于起步阶段，而抗病分子遗传机制方面研究仅见零星报道。

抗性资源和品种的匮乏、抗病分子机制研究进展缓慢，严重制约了SRBSDVD抗病分子育种进展。因此，挖掘鉴定SRBSDVD抗性基因、阐明抗病分子机理，成为突破SRBSDVD抗病分子育种瓶颈最紧迫的需求。鉴于其对水稻安全生产的严重影响，本文将围绕SRBSDVD的抗病分子机制研究和分子育种，系统梳理该领域的进展，并对相关抗病分子育种研究进行展望，为水稻抗南方黑条矮缩病的抗病分子育种提供参考。

1　SRBSDVD抗病资源挖掘及抗病遗传分析

对现有品种进行抗病性评价、对抗性资源进行筛选和鉴定，为抗病品种选育提供新种质、新基因，才能从根本上控制SRBSDVD的流行危害。然而，对SRBSDVD的研究自2009年发生严重危害后才引起重视，目前对抗性品种和种质资源的筛选还处于起步阶段。

1.1　SRBSDVD抗病资源挖掘

SRBSDVD的抗性筛选主要通过2种方式：重病区田间自然诱发鉴定和室内人工接种鉴定（表 1）。田间自然诱发鉴定方式容易受白背飞虱虫口密度、带毒率及水稻生长感病敏感期等环境因素的影响，导致鉴定结果的重复性、准确性较差^[5]；室内人工接种方法直接以单株白背飞虱有效接种数量作为接种强度指标，可克服外界环境因素的干扰。目前抗性品种选育过程中的抗性鉴定主要是采用人工接种带毒虫媒的方法，但也存在传毒媒介繁殖、饲毒、接种等过程繁杂、工作量大的问题。潘凤英等^[6]采用田间自然诱发结合分子检测的方法，对19份水稻雄性不育系材料进行SRBSDVD抗性评价，结果表明，供试的19份不育系材料未能对SRBSDVD产生免疫。刘琳琳等^[7]采用人工接种方法测定了24个水稻品种的SRBSDVD发病率，仅鉴定出3个中抗品种。秦碧霞等^[8]采用人工接种方法对45份广西主栽水稻品种和53份市售的水稻品种进行抗病性鉴定，结果发现99% 的水稻材料均显示中感以上感病水平，未发现抗病品种。余守武等^[9]采用人工接种鉴定方法，从98份水稻中间材料中筛选到6份SRBSDVD抗性较好的光温敏核不育系材料。于文娟等^[10]利用田间自然鉴定方法，从342份水稻品种中筛选出7个抗性较稳定的品种。农保选等^[11]以国内外2 812份栽培稻种质资源为试验材料，进行了SRBSDVD抗性田间自然诱发鉴定，结合室内人工接种和农艺性状考查，结果发现感病材料比例高达99.54%，其中包括我国近年来的水稻主推品种。吴建国等^[12]用136份水稻种质在温室进行人工接种SRBSDV，同时对528份水稻种质连续6年分别在广西南宁、桂林进行田间抗病毒鉴定，发现绝大多数水稻种质对该病毒高度敏感，表明我国常见的水稻种质可能对SRBSDV均不具备抗性。

1.2　SRBSDVD抗性遗传分析

由于抗病资源的匮乏，导致SRBSDVD相关的抗病分子遗传研究与其他重大病害如稻瘟病、白叶枯病等相比远远落后。目前关于SRBSDVD抗病QTL定位研究方面，仅有国内少数报道（表 2）。农保选等^[15]利用人工接种方法对419份广西地方稻核心种质进行SRBSDVD抗性的全基因组关联分析，共检测到10个与苗期抗性显著相关的SNP位点。此外，农保选等^[16]以抗病材料D4与广恢998杂交产生的F₂群体为材料，通过QTL-seq和代换作图法在第9染色体标记鉴定出1个主效抗病QTL。韦宇等^[17]以来源于小粒野生稻基因渗入系的抗病材料桂恢1561与感病材料杂交构建的重组自交系群体为材料，利用田间病圃自然抗性鉴定，在第4染色体上标记定位了1个与SRBSDVD抗性相关的QTL。李丹婷等^[18]利用QTL-seq技术结合连锁分析定位了抗病野生稻材料Y11的1个主效抗病QTL（qSRBSDV6）。本团队前期利用来源于96个国家的500多份多样性水稻种质通过重病区自然鉴定和人工接种鉴定、病毒累积检测和排除昆虫抗性试验，鉴定到一份稳定高抗RBSDVD和SRBSDVD的种质资源W44。通过进一步分子遗传分析和基因功能验证，确认天冬氨酸蛋白酶基因OsAP47为主效QTL qRBSDV6-1的功能基因，实现了对SRBSDVD抗病基因克隆的突破^[19]。

由于对SRBSDVD的抗性评价方法还不成熟，各研究者采用的方法各不相同，因此，目前报道的SRBSDVD抗性QTLs的研究仍需进一步验证。总体来讲，我国当前推广的水稻品种（组合）对SRBSDV普遍感病，生产上缺乏稳定高抗的抗病材料，这对我国水稻安全生产和粮食安全是一个巨大隐患。

2　SRBSDVD抗病分子遗传机制研究进展

阐明水稻抗病分子机制是抗病分子育种的理论基础。目前发现抗SRBSDVD水稻中使用了多种防御机制来限制病毒的复制和传播，例如RNA沉默和植物激素等。

2.1　水稻对SRBSDV侵染的分子响应途径

植物病毒感染涉及到宿主植物与入侵病毒之间复杂的分子相互作用，植物通过调控众多基因的复杂过程对病毒感染作出反应^[22]。病原物成功感染易感宿主的能力取决于宿主中存在的促病毒宿主因子的调控表达，挖掘植物对病原物识别因子可揭示SRBSDV与其寄主之间的快速进化。卵巢肿瘤结构域（OTU）包含去泛素化酶（DUBs）是植物中维持蛋白稳定性所必需的，在植物生长发育和应对胁迫中发挥重要作用。Liu等^[23]通过全基因组鉴定和基因表达对OTU家族中20个水稻基因的分析表明，SRBSDV感染后OsOTU1-14和OsOTU17的表达水平显著下调，且在外源茉莉酸（JA）应用后，大多数OsOTU基因上调，表明它们在病毒入侵和水稻抗病毒防御中具有潜在活性。RAV转录因子（TF）基因家族对于水稻的生长和发育至关重要，并且参与激素介导的抗病反应。研究表明，水稻基因OsRAV9、OsRAV11和OsRAV12在SRBSDV感染的植株中表达上调。相反，OsRAV3和OsRAV15在病毒感染中下调，说明水稻RAV基因对病毒感染具有响应性^[24]。Tan等^[25]发现SRBSDV可以诱导OsNF-YA基因家族表达。过表达OsNF-YAs基因会增强水稻对病毒感染的易感性，而OsNF-YAs RNAi突变体则抗性更强。进一步实验表明，OsNF-YAs与JA信号转录因子OsMYC2/3有物理相互作用，并通过解离OsMYC2/3-OsMED25复合物干扰JA信号传导，从而抑制OsMYC2/3的转录激活活性。因此，OsNF-YAs可通过抑制JA信号通路广泛抑制植物的抗病毒防御。本团队前期鉴定到的OsAP47基因可对SRBSDV侵染快速响应，过表达OsAP47植株更易感染SRBSDV，而敲除突变体显示出明显较高的抗性，表明该基因可能是促进病毒侵染的关键基因^[19]。

2.2　植物激素与SRBSDVD抗病关系

植物激素在病毒复制、宿主防御和免疫反应中起着重要作用^[26]。病毒可以通过破坏生长激素水平来调控生长素信号通路，从而促进病毒感染。Zhang等^[27]研究发现，生长素及其信号途径与SRBSDVD抗性之间存在重要的关联。SRBSDV编码的P8蛋白可以与水稻体内介导生长素信号途径中的蛋白OsARF17互作，抑制OsARF17介导的抗病毒反应。进一步的转基因试验证明，过表达OsARF17可以提高水稻对SRBSDVD的抗性，而敲除OsARF17则降低其抗性。乙烯是一种重要的气体激素，在植物的多个生命周期方面起关键作用。研究表明，SRBSDV可通过调控水稻乙烯信号来增强病毒的传播。在感染早期，SRBSDV编码的P6蛋白可以与水稻体内的OsRTH2相互作用，激活水稻体内乙烯通路，促使SRBSDV增殖。在感染后期，P6与OSEIL2相互作用，抑制水稻体内乙烯信号途径，吸引白背飞虱促进病毒传播，表明水稻乙烯信号正调控病毒对水稻的侵染、负调控水稻对白背飞虱的引诱力^[28]。

JA作为一种重要的植物防卫激素已被广泛研究，并且在植物抵抗真菌、细菌和病毒的免疫应答中发挥关键作用。Li等^[29]发现，白背飞虱的寄生下调了与JA途径相关基因的表达、上调了与SA途径相关基因的表达，在水稻中触发了防御反应。在SRBSDV感染的水稻中，P8和OsNFYA抑制了JA信号传导关键因子的表达，并削弱了JA介导的抗病毒防御机制^[30]。水稻的OsF3H基因参与花色素和黄酮醇的合成，其过表达抑制了水稻中JA的积累，从而增强了对白背飞虱的抵抗力^[31]。

2.3　小RNA调节水稻对SRBSDV的抗性

RNA干扰是植物保护自己免受病毒入侵最保守和有效的方式之一，病毒dsRNA可以被植物DCLs识别，通过直接降解病毒RNA进行抗病毒防御^[1]。当SRBSDV侵染宿主水稻会诱导RNAi途径，在水稻中直接被DCL识别产生21~24个核苷酸的原始病毒源siRNA（vsiRNAs），进而降解病毒RNA进行抗病毒防御^[32]。Xu等^[33]观察到一些RNA沉默途径基因，包括OsDCL2a、OsDCL2b、OsDCL4和OsAGO18，在SRBSDV感染后被下调，而OsAGO1d、OsAGO2、OsRDR1和OsRDR6被显著上调。SRBSDVD的症状可能与小分子RNA的响应和表达有关。SRBSDV基因组片段产生的vsiRNA（vsiR-S9-18）被证明会在SRBSDV感染后靶向水稻中的ROC1转录因子，并且通过调控病害易感植物中ROC1的表达来抑制水稻根部生长^[34]。研究证明，SRBSDV也可以调节水稻RNA沉默通路成分的表达，通过siRNA通路破坏宿主防御并影响宿主病理过程。比如，Wang等^[35]发现OsAGO2可以抑制水稻OsHXK1基因的表达，从而抑制活性氧介导的SRBSDV抗性。

3　SRBSDVD分子育种研究进展

水稻病毒抗病分子育种以病害的致病分子基础研究为支撑，对潜在的抗性基因和位点加以挖掘与利用，结合安全的转基因手段创制抗病毒、抗介体新品种。传统的水稻育种通过杂交、选择和后代筛选等步骤以获得优良的亲本杂交，培育出具有所需性状的新品种。水稻抗性育种则需要对育种过程中的材料进行自然病圃或者人工接种方式进行抗性鉴定，往往导致抗性鉴定的效率低和准确性差。

3.1　分子标记技术在SRBSDVD抗病育种中的应用

分子生物学技术的发展促进了DNA分子标记技术的产生，分子标记辅助选择育种应运而生，通过鉴定与抗病基因紧密连锁的分子标记基因型来筛选带有抗病基因的个体^[36]。

SRBSDVD主要由白背飞虱带毒引起，因此针对介体昆虫和病毒本身的抗性育种都是有效的研究方向。针对白背飞虱的水稻抗性材料进行遗传分析，已经获得了多个抗白背飞虱的基因，并通过分子辅助标记应用到水稻的分子育种上。张建福等^[37]成功地将来自春江06的拒食抗性qS14 QTL位点导入到了恢复系R38、R46和R58中，从而创造了具有抗白背飞虱特性的恢复系品种。黄得润等^[38]将野生稻抗白背飞虱基因通过基因导入技术到栽培稻品种协B中，培育出5个抗白背飞虱的候选保持系。刘光杰等^[39]将单显性抗性基因导入早籼品种浙辐802，培育出了抗白背飞虱的近等基因系材料浙抗。由于抗SRBSDV的抗性基因定位研究较落后，还未有抗SRBSDV分子标记运用于育种中的报道。但是，一些有较高育种价值的主效抗病QTL或抗性基因具有潜在的育种价值。比如，赵均良等^[40]利用抗病位点qSRV6.1紧密连锁的分子标记qSRV6.11和qSRV6.12能够有效的区分南方黑条矮缩病的抗病品种和感病品种, 可用于杂交育种过程中的分子标记辅助选择。李丹婷等^[41]利用广西普通野生稻材料y11与感病品种广恢998杂交、回交和自交获得的BC3F7进行关联分析和遗传连锁分析, 获得抗SRBSDVD位点qSRBSDV6，可预测其SRBSDVD抗性水平, 提高抗SRBSDVD水稻的选择效率。农保选^[42]等利用抗SRBSDVD位点qSRBSDV10及其分子标记方法，可检测抗性材料I5及其衍生品种（系）中SRBSDVD抗性水平, 极大提高了选择效率。水稻育种的中间材料ZY-1158群体获得的SRBSDVD抗性QTL qSRBSDV3和qSRBSDV11，其能够在世代中稳定遗传说明其是有可能具有较高育种价值的主效抗病位点^[21]。

3.2　RNA沉默和基因组编辑技术在SRBSDVD抗病育种中的应用

在过去几十年中，多种现代技术已被应用于植物抗病毒育种，包括两种主要新型抗病毒策略——RNA沉默和基因组编辑，为改良植物的抗病毒能力提供了新方法并加快了抗病育种进程。目前，RNA沉默技术已成功应用于60多种重要经济的植物病毒，包括番木瓜环斑病毒（PRSV）、香蕉束顶病毒（BBTV）、玉米条纹病毒（MSV）等^[43]。但是，目前还没有RNA沉默技术改良SRBSDVD的相关报道。随着来源于弗朗西丝菌（Francisella novicida）的Cas9被改造用于靶向黄瓜花叶病毒（CMV）和烟草花叶病毒（TMV），基因编辑系统被广泛应用于植物对抗RNA病毒的抗性育种中^[44]。Zhang等^[45]利用来源纤毛菌（Leptotrichia shahii）的Cas13a蛋白，病毒对SRBSDV的基因组RNA进行切割，成功创制抗SRBSDV的水稻且抗性在多代植株中稳定保持。

植物抗性育种通常依赖于显性抗性（R）基因，其产物介导对特定病原物的识别和保护。然而，由于病原物在抗性压力下R基因的识别分子（效应因子）容易变异，导致R基因介导的抗性缺乏持久性。持久的抗病性一直是作物改良的核心目标，除了R类型抗性基因，还有一类赋予植物持久抗性的基因，称为感病基因。利用基因编辑技术对植物感病基因进行改造，从而培育出具有遗传稳定性的抗病的水稻品种^[46]。已报道的水稻广谱抗性基因大多以细菌和真菌为抗性靶标，对水稻病毒的感病基因还鲜有报道。Wang等^[19]利用基因编辑技术对SRBSDVD感病基因OsAP47进行了敲除，与对照相比，OsAP47更具抗性，此基因可通过基因编辑用于抗水稻黑条矮缩病育种改良。Zhao等^[28]通过基因敲除SRBSDV P6的互作基因OsEIL2（乙烯信号的关键转录因子），发现OsEIL2水稻植株显著提高对SRBSDV的抗病性，为抗SRBSDV育种和种质创新提供了新的抗病基因资源。这些新的技术为我们提供了更多植物抗病毒分子育种策略的选择，为未来生成抗病毒作物提供参考。

4　结语与展望

目前国内外对SRBSDVD无论是在抗病资源筛选、抗病基因鉴定，还是在抗病分子机理研究等方面都进展缓慢。其原因可能为目前生产上尚未有稳定、高抗的品种用于该病的防治；且缺少高效的SRBSDVD抗性鉴定体系及抗性标准不明确，导致抗性品种的筛选和培育的研究滞后。然而该病近年来在南方稻区频繁暴发，且一旦发病，将导致产量大幅降低，对我国水稻安全生产构成极大的潜在风险。因此，亟需尽快开展抗SRBSDVD的分子遗传和抗病分子机理研究，对已鉴定到的抗病基因进行深入的分子机制研究，剖析其抗病分子调控机制，促进抗病分子育种，以应对未来SRBSDVD可能出现的大规模暴发。

抗病资源挖掘是抗病分子育种的源头。目前国内大量稻种资源的筛选均尚未发现稳定高抗的品种，而本团队从国际稻种资源中成功发现一批来源于国外的稳定抗性材料。因此，要突破目前SRBSDVD抗病分子育种的关键瓶颈，必须从更多样、更丰富的国际稻种资源筛选入手，找到稳定高抗的抗源材料。其次，新基因组学技术的应用可以大大加快功能基因组学研究的进展。利用这些最新的技术，有望大幅提高抗病基因挖掘的效率，为抗病分子育种提供重要的基因资源。本团队前期克隆到目前唯一一个抗病基因OsAP47就是通过结合全基因组测序和基因组从头组装等技术鉴定到。随着更多基因组学技术和生物信息学技术的研发与应用，如最新的泛基因组技术等，可以加快挖掘更多的抗病基因。

通过抗病育种提高农作物对病原物的抗性是实施病害的绿色防控的重要策略。但同时也要认识到抗性品种在生产应用中存在的不足。比如，抗病品种的大面积推广造成病原物致病小种积累，逐渐在病原群体中占据数量优势，造成病害大规模暴发。由于SRBSDVD分布范围极为广阔，流行区域和流行强度在不同年度间变化很大，SRBSDVD的科学绿色防控策略应是在病毒越冬区和早春扩繁区种植抗性品种，减少病毒侵染源。