10月22日，国际著名期刊PNAS在线发表了生命科学学院田大成教授课题组发表的“不同禾本科植物中快速进化的抗病基因对水稻稻瘟病具有抗性”的研究论文（Rapidly evolving R-genes in perse grass species confer resistance to rice blast disease. PNAS doi:10.1073/pnas.1318211110）。该研究通过系统进化分析发现，在禾本科植物中存在一类呈“家簇式”分布的快速进化的抗病基因，且表现出抗相同类型病原的特性；结合水稻稻瘟病病原菌快速演化的特点，研究人员选取了3个具有快速演化特征的位点，在禾本科其他物种中进行克隆，并将这些克隆的基因通过遗传转化的方式，导到水稻易感染稻瘟病的品系中；随后利用稻瘟病菌对这些植株进行筛选；结果从80个候选基因中，鉴定出了28个具有抗稻瘟病功能的基因。这一结果都说明：大量的植物抗病基因不仅在物种内具有抗性，在物种间也同样具有抗性；来自共同祖先并存在于同一快速进化家族中的抗病基因保留了相似的对抗快速进化病原菌的功能。
对于这一现象的机制，研究人员提出一个全新的假说 “constrained pergence” （限制性多样化假说），该假说认为，无论是抗病基因还是病原菌的效应物，都只能遵循有限的进化途径来增加各自的适合度。该共同进化模型可以“井字棋”（Tic-tac-toe）游戏来理解（图3），即宿主与病原相互作用的蛋白分子中一些关键的氨基酸位点经历了限制多样化演变，其中一个在进化过程中发生改变，另外一个就会相应的调整策略、做出一定的应对改变，从而导致二者在一定的限制范围内表现出多样化的互作方式。
这一全新发现具有的重要意义与价值：（1）近缘或远缘物种间抗病基因的相互利用，大大丰富了植物抗病多样性的来源；（2）建立了的系统演化分析方法，是一个全新、高效的抗病基因克隆方法；（3）该方法对进一步发掘新的具有持久性广谱性的抗病基因有重要的启示，也为研究抗病基因与效应物相互作用的机制提供了新的线索。
本研究得到37000cm威尼斯、国家自然科学基金委、江苏省基础研究专项的大力支持。
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