极目新闻记者 柯称 马浩然

通讯员 吴江龙 武柳青 邢知博

实习生 陆宇慧

6月14日深夜，两篇来自武汉大学的Nature（《自然》）长文同时上线。这是该校首次在同一期国际顶级期刊上收获“双黄蛋”，也是湖北高校首次。“看起来是偶然，实际上是必然。”武汉大学校长张平文院士表示，高水平研究成果多了，同期发表的概率自然会加大。6月15日，极目新闻记者采访了两篇论文的研究团队核心成员。

何光存教授介绍研究成果

其中，武汉大学生命科学学院杂交水稻全国重点实验室何光存教授课题组，在《自然》上发表的论文题目为《三蛋白互作自我调节寄主植物抗虫性》，揭示了水稻抗褐飞虱分子机制。

褐飞虱是一种体长仅三四毫米的小飞虫，却是我国和许多亚洲国家当前水稻生产面临的首要害虫。它们在水稻上大量繁殖，吸食水稻韧皮部汁液、传播病毒病并导致水稻大面积倒伏，每年发生面积接近4亿亩次、造成一百多万吨粮食损失。而且由于长期使用农药，褐飞虱已经有了很强的抗药性，它又蛰伏在水稻基部，使用高空喷洒农药防治效果不佳。

30多年来，何光存一直在想办法对付这种难缠的小虫。为了能培育更好的抗褐飞虱水稻品种，就要找到褐飞虱危害水稻的分子机制，以及部分水稻能够抗褐飞虱的机理。

何光存课题组研究发现，褐飞虱的唾液进入水稻后，会让水稻变得更脆弱，变得任其摆布，“就像蚂蟥吸食人类的血液，会让血液不易凝固一样。”通过大量研究和实验，课题组发现这是因为褐飞虱的唾液中含有一种蛋白，让水稻失去反抗能力。

但是为什么有些水稻能够起抗虫反映？何光存课题组搜集了3000多份野生稻和农家品种，获得了200多份高抗褐飞虱原始资料材料，并成功克隆了第一个抗褐飞虱基因Bph14。何光存说：“这个基因就像一个哨兵，发现褐飞虱唾液中的蛋白后，就会给水稻‘报警’，激活水稻的防御系统。”水稻识别危险后可以产生多种不同的抗虫反应，使褐飞虱取食下降、生长受阻、死亡率上升，从而阻止了褐飞虱的侵害。

BISP调控水稻免疫反应工作模式图

但是，问题并没有这么简单。研究人员发现，超量表达的BISP会持续激活抗性反应，就像人体“免疫风暴”一样过度反应，最终导致水稻的生长发育受到严重影响：植株变矮、抽穗期提前，产量下降。何光存课题组接下来的工作，就是要找到精细调控抗性水平的办法，使植物生长和抗性达到平衡。

功夫不负有心人。团队成员又发现了第三种蛋白，它可以造成BISP的自噬降解。“这种蛋白就好像打扫战场的人，当BISP完成使命，水稻已经很好地抵御了褐飞虱的攻击，它就要及时解除警报，让水稻恢复正常生长。”何光存通俗地解释。

何光存教授团队首次阐明以上三种蛋白互作调控植物抗虫反应分子机制，提出了在不降低产量的前提下实现抗虫育种的新策略，对水稻抗虫高产育种具有重要意义。何光存说：“就好像我们发现了一种天然‘疫苗’，它可以让水稻很好地抵抗褐飞虱的攻击，又不伤害到自己。知道了这个机理，就可以通过杂交的手段，让更多水稻品种拥有‘打疫苗’的效果。”

何光存教授课题组

据了解，何光存教授出生于湖北省麻城市黄土岗镇小漆园村，早年留学日本获博士学位，学成毕业前，多家单位出高薪等特优条件挽留何光存夫妇俩在日本工作。他却婉言谢绝，毅然踏上痴心报国的回国路。回国后，何光存先后就职于湖北省农科院和武汉大学生命科学学院，30多个春秋一直潜心于水稻抗褐飞虱的研究。

何光存教授早已年过花甲，但他仍带着学生一起下田、泡实验室。“我们做农业研究的，早已习惯这种生活。平时一半时间都在田里，就算在实验室里也不轻松。我们的实验室就养了几百万只虫子，要不断给它们提供可以食用的水稻。”何光存笑着说。

（部分图片由武汉大学提供）