南京农业大学副校长团队发表Nature、Science,在《Nature》大子刊(IF=103.3)再发文,破解作物疫病百年谜题,首获特等奖,全国仅8项!

近日，教育部公布了2025年科学研究优秀成果奖（自然科学和工程技术）的授奖名单，南京农业大学以第一完成单位荣获6项大奖。其中，植物保护学院王源超教授领导的团队凭借其在“重大作物疫病致害与防控的分子基础”领域的研究，首次摘得了特等奖，全国仅八项研究获此殊荣。

由疫霉菌引发的作物疫病对全球粮食安全和生态安全构成了严重威胁。这种病菌不仅具有极强的致病能力，导致田间病害频发，而且变异速度惊人，使得作物抗病性快速丧失，给防控工作带来了巨大挑战。鉴于此，2023年，农业农村部将大豆根腐病和马铃薯晚疫病纳入了《一类农作物病虫害名录》，这些病害被认定为对我国农业生产造成特别重大损失。王源超教授团队针对作物疫病防控这一重大产业需求，聚焦于疫霉菌致病力强和作物抗性易丧失的问题，深入探讨了效应子介导的疫霉菌与植物之间的相互作用，包括病原菌致病与变异机制、抗病基因的挖掘和应用等方面，取得了既有重要理论意义又具备实际应用潜力的原创性成果。

王源超教授团队的研究破解了疫霉菌与其寄主之间围绕效应子展开的多重博弈机制，首次揭示了病原菌致病效应子如何协同攻击寄主免疫系统，并提出了效应子逃避寄主免疫的诱饵模式，解决了长期以来困扰科学家的疫霉菌致病力强的原因。此外，他们还发展了一种新的抗病基因挖掘途径——效应子辅助的方法，鉴定出了一种具有双重功能的免疫受体，从而深化了我们对植物免疫机制的理解。相关研究成果已发表在Nature、Science等国际顶尖学术期刊上，并两次受邀为Nature Reviews Microbiology撰写综述文章，为植物疫病的研究和防控提供了重要的指导方向。这些成就不仅使他们的研究成果入选了“中国高校十大科技进展”和“中国农业科研重大进展”，也获得了国家自然科学基金创新研究群体、基础科学中心以及国家重点研发计划的支持，形成了一支拥有众多国家级青年人才的国际化创新团队。

继2022年受邀在《Nature Reviews Microbiology》发表题为“Evasion of Plant Immunity by Microbial Pathogens”的综述后，王源超教授团队近日再度获邀在该国际顶级期刊发表新综述论文“Oomycete plant pathogens: biology, pathogenesis and emerging control strategies”，系统梳理了植物病原卵菌的生物学特性、致病机制及前沿防控策略。

卵菌虽在形态和生态功能上与真菌相似，实则进化上更接近褐藻等茸鞭生物，起源于海洋自养祖先。其中，疫霉属、霜霉、腐霉和白锈属等植物病原卵菌可引发马铃薯晚疫病、大豆根腐病、葡萄霜霉病等毁灭性病害，严重威胁全球粮食安全、农业经济和自然生态系统。自20世纪90年代末以来，伴随基因组学、分子生物学和高分辨成像技术的发展，科学家对卵菌的认知取得突破：不仅揭示其拥有独特的G蛋白偶联受体、特殊肌动蛋白构型，更发现其携带庞大而多样的效应子库——这些“分子武器”能精准靶向植物细胞内的关键蛋白，干扰免疫信号、激素调控乃至表观遗传过程，从而抑制宿主防御、重塑寄主生理以利于病原定殖。

尤其以疫霉菌为代表的卵菌，具备致病力强、变异迅速、繁殖高效等特点。它们通过大量产生孢子囊和游动孢子实现快速传播，并形成厚壁休眠孢子在土壤中长期存活，使其在单一作物种植体系或脆弱生态中极易暴发成灾。研究进一步表明，不同效应子并非孤立作用，而是协同组成“效应子组”，在侵染各阶段动态激活，系统性重编程寄主细胞。这一发现将卵菌致病机制的研究从单分子功能解析推进至互作网络层面。

值得注意的是，效应子兼具毒力因子与免疫激发子的“双重身份”，一旦被植物免疫受体识别即触发强烈抗性反应。这种矛盾角色使其承受巨大进化压力，导致效应子基因常位于基因组快速演化区域，通过突变、沉默或丢失等方式迅速逃逸识别，造成作物抗性频繁失效。

基于上述基础认知，文章提出未来病害防控应走向理性设计与多策略融合：一方面开发靶向卵菌特有通路的高选择性杀菌剂或RNA农药；另一方面通过聚合抗病基因、编辑感病基因或工程化改造免疫受体增强作物自身防御；同时，借助合成微生物群落调控根际微生态，提升植物整体抗逆能力。唯有深入理解“敌情”，方能构建集智能育种、免疫诱抗、微生物组工程于一体的可持续综合治理体系，真正实现“知己知彼，百战不殆”。