燕孟嬌，賈曉清，郝麗芬，宋培玲，皇甫海燕，郭晨，皇甫九茹，楊永青，史志丹，李子欽

（內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特010031）

水稻是最重要的糧食作物之一，全球有一半以上的人口以稻米為主食。面對(duì)世界人口的逐年快速增長(zhǎng)，提高水稻產(chǎn)量仍是至關(guān)重要的研究課題。稻瘟病由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起，是世界范圍內(nèi)水稻最嚴(yán)重的真菌病害，嚴(yán)重限制了水稻的生產(chǎn)，每年造成約1.57億t稻米的產(chǎn)量損失[1]。目前，防治稻瘟病的方法主要有使用殺菌劑、田間管理和培育抗病品種。殺菌劑的過度使用及殘留對(duì)食品安全和環(huán)境造成威脅。利用宿主自身抗病基因，培育穩(wěn)定、有效、廣譜、持久的抗病品種是控制稻瘟病最安全有效和經(jīng)濟(jì)的方法[2-3]。真菌群體中的致病性變異和不斷進(jìn)化對(duì)攜帶單個(gè)抗病基因的抗性品種造成新的威脅，通常在3～5年內(nèi)突破單基因產(chǎn)生的抗病性，有必要聚合多個(gè)優(yōu)良、廣譜抗病基因創(chuàng)造持久抗病的新品種。無(wú)論是短期還是長(zhǎng)期抗病育種，都需要考慮基因、基因型和群體水平產(chǎn)生的影響。通過基因定位能鑒定產(chǎn)生抗病性的基因或者基因組位點(diǎn)，并評(píng)估效果的強(qiáng)度、種族特異性和對(duì)持久性的潛在貢獻(xiàn)。在基因型水平上，抗性表現(xiàn)受宿主中抗性基因數(shù)量及其特異性組合的影響。在育種計(jì)劃中，需要考慮抗性基因?qū)ζ渌袃r(jià)值性狀（例如品質(zhì)、環(huán)境適應(yīng)性等）的直接或間接影響[4]。

1 抗稻瘟病抗病基因的克隆進(jìn)展

抗病性一般不是質(zhì)量性狀就是數(shù)量性狀，質(zhì)量抗病性狀在識(shí)別和應(yīng)答病原菌的過程中已有較清晰的認(rèn)識(shí)，大部分的抗病（resistance，R）基因編碼與病原菌識(shí)別有關(guān)的蛋白。R基因多為顯性基因型，也存在一些隱性抗病基因，可能是易感病基因發(fā)生變異缺失引起的[4]。數(shù)量抗病性狀由多個(gè)位點(diǎn)共同產(chǎn)生抗病效應(yīng)，多表現(xiàn)為不完全抗病。隨著高通量測(cè)序、分子標(biāo)記、全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）等技術(shù)的發(fā)展，鑒定得到越來(lái)越多的QTLs，大多數(shù)主效QTLs的功能與R抗病基因相同或相似。CHAIPANYA等[5]在廣譜抗病品種Jao Hom Nin中檢測(cè)到的兩個(gè)QTLs：QTL1具有部分抗性，QTL11具有完全抗性。通過基因克隆和序列分析發(fā)現(xiàn)，QTL1和QTL11分別編碼了Pish和Pi7的等位基因。FANG等[6]利用抗病品種Bodao和感病品種Suyuuo雜交得到的212個(gè)RILs，定位到兩個(gè)抗稻瘟病的QTLs：主效QTL qPb11-1和次要QTL qPb6-1。主效QTL qPb11-1（Pb-bd1）有6個(gè)候選基因等待驗(yàn)證。

水稻全基因組序列的發(fā)布與生物信息學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為水稻抗稻瘟病基因的定位和克隆提供了新思路。到目前為止，已經(jīng)鑒定出102個(gè)R基因和350多個(gè)QTLs參與稻瘟病菌的防御過程[7-10]。其中，39個(gè)R基因（表1）已被克隆，這些基因均是通過傳統(tǒng)的圖位克隆獲得的[3，7，9，11-14]。除了pi21、Pid2、Ptr、bsr-d1和CDS1基因，大部分R基因編碼NBS-LRR（Nucleotide-binding domain leucine-rich repeat）類蛋白。其中Pita、Pi2、Pi9、Pigm、Pb1和Pi67具有廣譜抗性，其余NBS-LRR類R基因的抗譜較窄。Pb1編碼一個(gè)缺失P-loop結(jié)構(gòu)域的CC-NBS-LRR蛋白，是一個(gè)具有廣譜抗性且抗性持久的R基因。PB1蛋白能夠保護(hù)水楊酸途徑的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子WRKY45不被降解，從而提高水稻的稻瘟病抗性。Pigm編碼2個(gè)受體蛋白PigmR和PigmS。PigmR具有廣譜抗病性，但會(huì)使水稻種子變小，產(chǎn)量降低。PigmS不產(chǎn)生抗病性，但可以競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合PigmR形成異源二聚體，抑制PigmR的抗病功能，同時(shí)提高結(jié)實(shí)率。經(jīng)過長(zhǎng)期進(jìn)化和人工選擇，PigmS基因受表觀遺傳調(diào)控，在葉片、莖稈等病原菌侵染的組織部位表達(dá)量很低，對(duì)PigmR的功能影響較小，為病原菌提供一個(gè)“避難所”，可能延緩病原菌的進(jìn)化。Pigm使水稻既不影響產(chǎn)量又能具有廣譜、持久的抗性[15]。在抗病品種Tetep中已鑒定得到3個(gè)R基因，Pi-l、Pi-kh和Pi-ta。JOSHI等[16]利用BSA技術(shù)和精細(xì)定位在Tetep的后代品系TDH251得到新的抗稻瘟病基因Pi67，編碼NBS-LRR蛋白。

Pid2基因編碼含825個(gè)氨基酸的跨膜受體蛋白激酶（receptor-like kinase，RLK），其氨基端含有疏水信號(hào)肽、PAN結(jié)構(gòu)域和跨膜結(jié)構(gòu)域（TM），羧基端是典型的絲氨酸/蘇氨酸激酶結(jié)構(gòu)域（STK）。與其他R基因不同的是含有一個(gè)特異的B-lectin結(jié)構(gòu)域。Pid2第441個(gè)氨基酸發(fā)生突變，導(dǎo)致TM域結(jié)構(gòu)中IIE-rich motif的缺失，不能激活下游防御系統(tǒng)，改變了該基因的抗感特性[17]。

pi21基因編碼一個(gè)富含脯氨酸的蛋白質(zhì)，包含互作結(jié)構(gòu)與重金屬結(jié)合域，重金屬結(jié)合域可能與植物防御反應(yīng)有關(guān)。對(duì)Pi21基因單倍型分析發(fā)現(xiàn)，Pi21編碼脯氨酸富集序列的區(qū)域缺失18 bp和48 bp兩端序列能增強(qiáng)抗病性[12]。

LI等[13]通過GWAS分析66份非廣譜抗病水稻，發(fā)現(xiàn)Bsr-d1啟動(dòng)子區(qū)域SNP33位置發(fā)生單堿基突變后對(duì)稻瘟病產(chǎn)生持久的抗性。bsr-d1基因編碼一個(gè)含有C2H2型鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，直接受MYB轉(zhuǎn)錄因子家族調(diào)控。發(fā)生堿基變異的bsr-d1與MYBS1轉(zhuǎn)錄因子緊密結(jié)合，抑制了等位基因Bsr-d1的表達(dá)并影響下游兩個(gè)過氧化物酶的表達(dá)，使H2O2降解減弱，細(xì)胞內(nèi)H2O2富集，提高了水稻的免疫反應(yīng)和抗病性。

在美國(guó)廣泛種植的水稻品種Katy中檢測(cè)到一個(gè)Pi-ta的抗病位點(diǎn)，包含Pi-ta、Pi-ta2和Ptr 3個(gè)R基因。用3個(gè)只含有Ptr基因，但缺乏Pi-ta和Pi-ta2的重組自交系（RILs）S/C272，S/C324，和S/C353檢測(cè)抗病性，發(fā)現(xiàn)Ptr基因具有廣譜且獨(dú)立于Pi-ta的稻瘟病抗性。但是基于目前的數(shù)據(jù)，還不能完全區(qū)分Ptr和Pi-ta2。Ptr編碼一個(gè)AMR結(jié)構(gòu)域，E3連接酶也存在該結(jié)構(gòu)域，可能與R基因介導(dǎo)的防御反應(yīng)有關(guān)。對(duì)Ptr突變體的序列分析發(fā)現(xiàn)，在第4個(gè)外顯子中有一段12 bp序列的缺失與抗病相關(guān)[18]。

WANG等[14]通過圖位克隆得到CDS1基因，它編碼環(huán)核苷酸門控離子通道蛋白OsCNGC9，該蛋白通過介導(dǎo)PAMP誘導(dǎo)的鈣離子流，與抗性機(jī)制相關(guān)的類受體激酶OsRLCK185互作，通過磷酸化修飾改變其通道活性，過表達(dá)OsCNGC9可觸發(fā)水稻ROS爆發(fā)和誘導(dǎo)PTI相關(guān)防御基因的表達(dá)，從而提高水稻苗期稻瘟病抗性。

章孟臣[19]利用全基因組關(guān)聯(lián)分析，分離到抗稻瘟病新基因BRG8，定位于細(xì)胞質(zhì)中。BRG8在秈稻群體中有3種單倍型：Hap1，Hap2，Hap3。它正調(diào)控病程相關(guān)基因PAL，PBZ/PR10和轉(zhuǎn)錄因子WRKY45、WRKY53的表達(dá)量，從而增強(qiáng)水稻抗病性。

馬世偉[20]利用基因組重測(cè)序的SNP分析克隆了兩個(gè)抗稻瘟病新基因，BRG1和BRW1。BRG1編碼859個(gè)氨基酸的NBS-LRR蛋白，定位在細(xì)胞質(zhì)，OsBRG1蛋白的抗性與抗稻瘟病蛋白Os07g0105900的相互作用有關(guān)。同時(shí)OsBRG1能夠通過GL7基因調(diào)控籽粒形狀。OsBRW1基因編碼1203個(gè)氨基酸的NBS-ARC蛋白，具有保守結(jié)構(gòu)域NBS（P-Loop、GLPL、Kinase-2a和RNBS-D）和CC，但不具有典型的WRKY結(jié)構(gòu)域。OsBRW1介導(dǎo)的稻瘟病抗性可能與MAPK6/12、WRKY45和PRs基因的協(xié)同表達(dá)有關(guān)。

隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展，一大批參與稻瘟病抗性反應(yīng)的基因（如類NPR1基因，WRKY轉(zhuǎn)錄因子基因等）通過突變體或其他途徑分離得到，具有免疫應(yīng)答功能，但這些功能與品種間的遺傳變異不一定相關(guān)。這類參與稻瘟病抗性的基因功能已基本明確，未來(lái)可以挖掘這些基因的潛力用于作物品種改良（表1）[2，7，13-16，18，21-53]。

表1 已克隆的39個(gè)稻瘟病R基因

2 抗病基因的育種應(yīng)用進(jìn)展

2.1 分子標(biāo)記選擇輔助育種

利用分子標(biāo)記輔助選擇（marker assisted selection，MAS）技術(shù)，通過精確轉(zhuǎn)移感興趣的基因區(qū)域和加快輪回親本基因組的恢復(fù)，縮短育種時(shí)間，是目前可用于所需組合將所需基因轉(zhuǎn)移到所需水稻品種中的最先進(jìn)方法[54]。許多抗病基因與分子標(biāo)記例如限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP），簡(jiǎn)單序列重復(fù)（SSR）和單核苷酸多態(tài)性（SNP）緊密連鎖，以及密集的分子遺傳圖譜開發(fā)與利用，為MAS應(yīng)用挖掘目標(biāo)性狀主要基因和QTLs奠定了基礎(chǔ)。ZHENG等利用SNPs和Indels分子標(biāo)記定位到抗稻瘟病新基因Pi65（t）[9]。

國(guó)內(nèi)外一直很注重抗稻瘟病種質(zhì)資源的發(fā)掘，利用已有R基因/QTLs連鎖的標(biāo)記，有利于種質(zhì)資源的分類和基因型的確定，篩選廣譜、持久的抗性材料進(jìn)行育種。KUROKAWA等通過與Nipponbare基因組序列進(jìn)行比較分析，已在水稻中鑒定出170萬(wàn)個(gè)SNPs[55-56]。

ELLUR等[57]通過分子輔助回交育種（MABB）技術(shù)將兩個(gè)攜帶抗稻瘟病的顯性抗病基因Pi2和P54的品種與印度廣泛種植的Basmati品種PB1121和PB6回交，利用分子標(biāo)記SSRs和SNPs進(jìn)行前景目標(biāo)基因選擇和背景選擇后雜交，使這兩個(gè)抗性基因聚合于PB1121和PB6的近等基因系（NILs），加快育種進(jìn)程。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在背景恢復(fù)的估算上，SSR對(duì)背景恢復(fù)的估算高于SNP，可能是由于多態(tài)性SSR標(biāo)記不如SNP標(biāo)記廣泛，使用SNP標(biāo)記能更準(zhǔn)確地分析檢測(cè)背景恢復(fù)程度和NILs中的目標(biāo)基因。MIAH等[58]利用兩個(gè)標(biāo)記RM6836和RM8225將Piz、Pi2和Pi9 3個(gè)顯性的抗病新基因轉(zhuǎn)入品種MR219，使用SSRs標(biāo)記檢測(cè)背景恢復(fù)，最終得到的13個(gè)基因?qū)胂档谋尘盎謴?fù)平均為95.98%。DAS等[59]成功地利用最接近的標(biāo)記RG64和P28，將兩個(gè)廣譜水稻抗稻瘟病基因Pi2和Pi9轉(zhuǎn)入改良品種Tapaswini。

TIAN等[60]開發(fā)特異性標(biāo)記Pi9/2，能有效檢測(cè)出群體中含抗性基因的后代。HUANG等[61]利用群體中存在的SNP多態(tài)性，建立基因組篩選（GS）模型用于有效分析抗稻瘟病基因的遺傳變異。FANG等利用MAS方法和抗病QTL qPb11-1（Pb-bd1）的標(biāo)記，從商品品種NJ46（易感）中開發(fā)了3個(gè)能顯著增強(qiáng)穗稻瘟病抗性的Pb-bd1基因滲入系[6]。裘燁[62]以Tetep、地谷B作為抗稻瘟病基因供體，應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇育種技術(shù)，改良5份稻瘟病抗性較差的受體恢復(fù)系親本。最后篩選出6個(gè)改良恢復(fù)系：具有Pi-kh基因的2個(gè)抗病純系TR2、TR4和具有Pi-d1（t）抗病基因的4個(gè)抗病純系DR3、DR4-1、DR4-2、DR1。田間稻瘟病抗性較高，農(nóng)藝性狀優(yōu)良，在配組時(shí)能獲得較好的組合。

MAS加快了當(dāng)前的水稻育種進(jìn)程，目前利用的MAS輔助育種主要基于已有的標(biāo)記開展育種工作：（1）收集和鑒定種質(zhì)資源遺傳和表型多樣性；（2）評(píng)估這些種質(zhì)資源；（3）將已有的R基因/QTLs轉(zhuǎn)入廣泛種植的品種。未來(lái)的研究中，我們可以充分利用基因組數(shù)據(jù)，打破只能使用已有分子標(biāo)記設(shè)計(jì)新品種的局限性。

2.2 多基因的分子聚合育種

抗稻瘟病育種的主要難題是遺傳抗性的持久性。由于新的強(qiáng)毒種的出現(xiàn)，隨著時(shí)間的流逝，僅含有特定病原體中的單個(gè)R基因的水稻品種經(jīng)常變成易感。將多個(gè)重要農(nóng)藝性狀關(guān)鍵基因聚合在單一品種是一種有效的育種策略。

FUKUOKA等[24]在廣譜持久抗稻瘟病的品種Owarihatamochi中發(fā)現(xiàn)1種系的抗病類型，由4個(gè)QTLs控制：pi21、Pi34、qBR4-2和qBR12-1。其中，pi21、Pi34是已經(jīng)克隆的抗稻瘟病基因，qBR4-2和qBR12-1定位在染色體的R基因簇上。隨后他們將這4個(gè)位點(diǎn)的等位基因轉(zhuǎn)入易感品種Aichiasahi，田間檢測(cè)所有含單個(gè)等位基因的均表現(xiàn)不完全抗性，受環(huán)境影響較大。聚合4個(gè)位點(diǎn)的NIL材料對(duì)稻瘟病抗性完全且穩(wěn)定。ELLUR等[57]也在田間誘發(fā)病害檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，攜帶Pi2+Pi54聚合基因的NILs比攜帶單抗病基因具有廣譜抗稻瘟病性，這些開發(fā)的NILs材料在2015年已經(jīng)進(jìn)入印度品種測(cè)試的最后階段。

KUMARI等[63]首次利用共轉(zhuǎn)化技術(shù)將兩個(gè)抗稻瘟病基因Pi54和Pi54rh轉(zhuǎn)入易感病的材料，獲得兩個(gè)抗性基因疊加，具有廣譜抗性轉(zhuǎn)基因品系。該方法可以在短時(shí)間內(nèi)完成多個(gè)抗病基因的共轉(zhuǎn)化，且不存在連鎖阻力。隨后選用廣譜、強(qiáng)力的M.oryzae菌株Mo-ei-ger1對(duì)轉(zhuǎn)基因材料進(jìn)行毒力檢測(cè)。Mo-ei-ger1能敲除大部分抗性基因，包括Pi54。與非轉(zhuǎn)基因品系相比，堆疊型轉(zhuǎn)基因IET17021品系（Pi54+Pi54rh）對(duì)Mo-ei-ger1品系表現(xiàn)出完全抗性。這兩個(gè)R基因疊加的秈稻轉(zhuǎn)基因品系可作為水稻抗稻瘟病育種的新種質(zhì)資源[64]。XIAO等[3]利用具有良好農(nóng)藝性狀的粳稻07GY31開發(fā)了攜帶廣譜抗病基因Pi9，Pizt和Pi54的單基因NILs：NILPi9，NILPizt和NILPi54，以及相應(yīng)NILs雜交產(chǎn)生的PPLs（polygene pyramid lines）：PPLPi9+Pi54和PPLPizt+Pi54，結(jié)果顯示所有NILs和PPLs抗病頻率均顯著高于親本07GY31；聚合多基因PPLs的抗病頻率在葉片中均高于NILs；在稻穗中，PPLPizt+Pi54的抗病頻率高于單基因的NILPizt和NILPi54，呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單的基因疊加效應(yīng)；而稻穗中PPLPi9+Pi54顯著低于NILPi9的抗病頻率，可能是由于OsRac1與Pi9的NB-AC區(qū)域相互作用后啟動(dòng)免疫反應(yīng)而未能與Pizt結(jié)合，表明主要抗稻瘟病的R基因之間存在更加復(fù)雜的互作方式[3]。因此，在多R基因的聚合育種中，應(yīng)考慮不同的主要抗病基因會(huì)產(chǎn)生不同的分子免疫反應(yīng)，選擇合適的主要抗病基因進(jìn)行聚合育種。

水稻中的多基因聚合育種通常只涉及1～2個(gè)性狀的基因或QTLs，DAS等[59]嘗試在改良品種Tapaswini（已含有4個(gè)抗白葉枯病的基因，Xa4+Xa5+Xa13+Xa21）中聚合10個(gè)基因/QTLs，包括抗稻瘟病基因Pi2和Pi9，抗五倍子蠅基因Gm1和Gm4，耐淹基因Sub1以及耐鹽基因Saltol。利用常規(guī)方法（農(nóng)藝方法、籽粒質(zhì)量方法）和SSR標(biāo)記，最大限度地恢復(fù)輪回親本基因組。篩選出10個(gè)存在或不存在不同基因組合的目標(biāo)基因或QTLs的品系，4個(gè)基因聚合品系（ITGP1、ITGP2、ITGP4和ITGP5）擁有全部10個(gè)基因，對(duì)常見的生物和非生物脅迫具有較高的抗性/耐受性，產(chǎn)量?jī)H略低于輪回親本，展示了基因聚合在水稻育種中的巨大潛力[59]。

2.3 基因組編輯育種

基因組編輯是一種精準(zhǔn)和高效的基因工程方法，其中CIRISPR/Cas9系統(tǒng)利用簡(jiǎn)單的核苷酸互補(bǔ)配對(duì)方式結(jié)合在基因組靶位點(diǎn)，構(gòu)建簡(jiǎn)單、高效，在植物中廣泛用于基因功能的鑒定、優(yōu)良品質(zhì)的培育和種質(zhì)資源挖掘等方面。利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對(duì)一些已知R基因的進(jìn)行編輯，不僅能獲得具有抗性或優(yōu)質(zhì)的育種材料，而且在育種周期上節(jié)約了大量的時(shí)間。CRISPR/Cas9系統(tǒng)在水稻的品質(zhì)改良、抗除草劑、抗白葉枯病、創(chuàng)建不育系等方面均有應(yīng)用[65-70]，但在稻瘟病抗病育種上的研究較少。XIE等[71]在位點(diǎn)Pizh檢測(cè)到兩個(gè)候選基因，利用CRISPR/Cas9編輯Pizh-1和Pizh-2基因，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)基因同時(shí)被編輯的突變體喪失抗性，表明二者是協(xié)同產(chǎn)生稻瘟病抗性。TGMS系在兩系雜交育種體系中起著重要的作用。Pinzhan材料是一種三系育種的中間材料，具有良好的農(nóng)藝性狀和外觀。它由于缺乏強(qiáng)恢復(fù)基因，Rf4保持力較弱，恢復(fù)力也較差，不能直接用于三系育種。LI等[70]利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)創(chuàng)建tms5/pi21/xa13突變體，兩年內(nèi)成功地將Pinzhan轉(zhuǎn)化為新的TGMS品系（PinzhanS），同時(shí)增強(qiáng)抗病性。靶向基因TMS5突變存在于大多數(shù)商品化的TGMS系中，Pi21的隱性等位基因pi21廣譜抗稻瘟病，以及Xa13的隱性等位基因xa13抗白葉枯病。本研究為中間育種材料轉(zhuǎn)化為TGMS系提供了一種方便、有效的方法，加快不育系的選育。

3 展望

目前在抗病基因、防御反應(yīng)以及導(dǎo)致水稻防御反應(yīng)激活的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方面已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但整個(gè)抗稻瘟病的防御機(jī)制還不是很清楚。了解稻瘟病菌的遺傳特性以及水稻抗病性分子生物學(xué)的研究，有助于改良水稻品種，提高產(chǎn)量。傳統(tǒng)育種方法有許多種，如回交育種、重復(fù)選擇育種、突變育種等，在保存野生種質(zhì)、對(duì)比親本間的有性雜交、新的遺傳變異和突變等方面仍然發(fā)揮重要作用。但傳統(tǒng)育種在篩選、去除不需要的基因上存在局限性，利用新的分子技術(shù)（轉(zhuǎn)基因、分子標(biāo)記、基因編輯等）、功能基因組學(xué)和DNA芯片等方法作為傳統(tǒng)育種的補(bǔ)充，比表型篩選更簡(jiǎn)單，節(jié)約時(shí)間、精力和資源，還可以快速消除不良的植物基因型，改進(jìn)育種程序[56，72]。

目前抗性基因/QTLs在育種中的應(yīng)用主要集中在幾個(gè)持久廣譜抗性的基因上，如pi21、Pi2、Pi9、Pigm、Pb1和Pi34等?？共』虻难芯靠梢猿浞掷弥販y(cè)序、GWAS、SNPs分子標(biāo)記等技術(shù)，鑒定更多廣譜、持久的抗性基因/QTLs。稻瘟病菌的遺傳變異和不斷進(jìn)化很容易打破單基因抗性，具有多抗性基因/QTLs的品種具有更加持久的抗性。開發(fā)抗性基因/QTLs的分子標(biāo)記，通過MAS、共轉(zhuǎn)化以及基因編輯等技術(shù)將它們聚合在品質(zhì)優(yōu)良的品種中。XIAO的研究表明，聚合抗性基因并不是簡(jiǎn)單的基因疊加效應(yīng)，抗性基因的不同組合可能直接導(dǎo)致不同的抗性水平。在抗稻瘟病育種過程中，寄主植物中不同的稻瘟病抗性基因的組合，可以考慮靶基因的優(yōu)良等位基因。雖然持久抗病性是一個(gè)重要的育種目標(biāo)，但不能簡(jiǎn)單地把持久抗病性問題當(dāng)作植物育種問題處理。利用異質(zhì)（包括間作和類似的）群體可以有效地減少病原體的進(jìn)化。因此，促使遺傳和育種技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，還要加強(qiáng)遺傳資源管理、雜交項(xiàng)目、多環(huán)境試驗(yàn)和育種過程中的其他必要階段，盡可能降低作物改良的潛在威脅。