在以种植水稻为传统的中国元阳县，来自法国国家农业研究院（INRA）和法国国际农业研究中心（CIRAD）的科学家与一支中国研究团队携手，针对水稻抵御病原体的防御系统展开研究。他们的研究揭示了植物多样性在抵御流行病方面的重要作用 。
植物病原体对全球粮食安全构成了威胁。例如，引发水稻枯萎的稻瘟病菌（Magnaporthe Oryzae Fungus）对全球各地的稻田都造成了破坏性影响，每年由它导致的水稻减产量足以养活6000多万人口。面对这种威胁，水稻产生了相应的抵御能力。其第一道防线就是产生一系列的抗菌反应，构筑基础性防御力；而病原体为了抵御这一道防线，就会调配由多种蛋白质构成的“军火库”。但是，水稻也会相应地衍生出另一种防御战略，即抗性基因，以阻断病菌的入侵。然而，病原体也会进一步演进，迅速地战胜抗性基因，由此引发彼此间无穷无尽的战争。
一、元阳水稻之谜
地处中国西南部的元阳县，水稻种植面积高达1万多公顷。尽管已经证实在当地的稻田中存在稻瘟病菌，但水稻却很少受其影响。在元阳，人们不使用杀菌剂，但神奇的是水稻却不受流行病的侵害。为破解这一谜题，法国国家农业研究院、法国国际农业研究中心和蒙彼利埃共同组成的植物与病原体相互反应生物学和遗传学研究小组（INRA-CIRAD-Montpellier SupAgro Joint Research Unit for the Biology and Genetics of Plant-Pathogen Interactions）和云南农业大学的科学家们，共同开展研究。
二、针对性超强的病原体
当地种植着两个品种的水稻：普通水稻（籼稻）和特殊场合食用的糯米（粳米）。科学家的研究表明，粳米基础防御力强但抗性基因较少，反之，籼稻基础性防御力弱但抗性基因丰富。这两种具有不同免疫系统的水稻催生了两种针对性超强的病菌，进而有针对性地感染特定品种的水稻。也正因于此，这两种病菌无法感染所有品种的水稻，不能在整个区域内扩散。
由此，该研究将近15年来被引频次最高的两篇植物生物学文章联系起来。第一篇文章是关于植物免疫性模型研究，即锯齿模型（Zig-Zag Model），并由此预测，基础性防御力和抗性基因恰当的结合能够增强抗性的持久性。而第二篇文章列举了水稻成功使用植物多样性驱动持久抗性来抵御稻瘟病的一个例子。
三、“永恒水稻”项目
本研究是在“永恒水稻”项目（Eternal Rice Project）的研究背景下展开，同时，也是法国国家农业研究院作物健康可持续管理项目（SMaCH Metaprogramme）中的一部分。“永恒水稻”项目由法国国家农业研究院、法国国际农业研究中心和蒙彼利埃共同组成的植物与病原体相互反应生物学和遗传学研究小组，云南农业大学共同参与。自2014年启动以来，该项目一直致力于研究云南省南部元阳县种植的不同品种水稻抗性的可持续问题。“永恒水稻”项目既使用了基因学和基因组学的方法，也利用了社会网络和建模的分析方法。
“永恒水稻”项目的这些初期发现表明，多样化的免疫系统能够激发农业生态系统的发展，为植物提供持续性的保护。现在，科学家即将对小麦作物开展类似实验。
（编译 田儒雅）
