摘要：作物病害是全球农业难题，每年导致全球作物产量损失高达 20%-30%，严重威胁粮食安全。传统抗病育种依赖有限抗性基因，且难以应对病原菌快速进化，亟需突破性方案。

作物病害是全球农业难题，每年导致全球作物产量损失高达 20%-30%，严重威胁粮食安全。传统抗病育种依赖有限抗性基因，且难以应对病原菌快速进化，亟需突破性方案。

近日，华南农业大学周国辉教授与杨新教授团队取得重大进展 —— 首次在植物中发现环状 RNA 编码的功能性多肽 WRKY9-88aa，为作物抗病育种提供新思路，更有望推动农业减少化学农药依赖，为绿色农业注入新动能。

颠覆认知：打破环状 RNA “无编码功能” 定论

环状 RNA 因缺乏线性 RNA 的典型翻译起始位点，长期以来学界普遍认为其不具备编码多肽的功能，仅作为 “调控分子” 参与生命活动。而华南农业大学团队通过多学科技术，颠覆了这一认知。

研究以水稻为对象，通过高精度环状 RNA 测序、核糖体结合位点分析及体外翻译实验，证实水稻中的环状 RNA circWRKY9 可通过特殊翻译机制，编码产生由 88 个氨基酸组成的多肽 ——WRKY9-88aa。进一步实验表明，该多肽在水稻体内能稳定表达，且具备明确强效的生物学功能，为植物环状 RNA 研究开辟 “编码功能” 新方向。

广谱抗病：破解 “抗病与产量” 矛盾

作物抗病育种的核心痛点，是 “抗病性” 与 “生长 / 产量” 常呈负相关 —— 增强抗性易导致作物光合效率下降、营养消耗增加，最终影响产量。而 WRKY9-88aa 多肽的发现，恰好破解了这一难题。

1. 广谱抗逆，覆盖多种高危病害

实验数据显示，WRKY9-88aa 多肽能显著激活水稻先天免疫防御系统：通过诱导抗病相关基因（如 PR 家族基因）高效表达、触发活性氧精准积累，形成对多种病原菌的 “防御网”。目前已证实，其可有效增强水稻对 水稻条纹病毒（致减产 30%-50%）、水稻矮缩病毒（严重时颗粒无收）的抗性，未来还计划拓展至稻瘟病、白叶枯病等防控研究。

2. 不扰生长，保障农艺性状稳定

与传统抗病基因不同，WRKY9-88aa 多肽作用具有 “靶向性”—— 仅在病原菌入侵时激活防御反应，正常生长时不干扰水稻光合、养分吸收等基础生理过程。田间小试显示，表达该多肽的水稻品系，在株高、有效分蘖数、千粒重等关键农艺性状上，与普通水稻无显著差异，实现 “抗病不损产”。

应用前景：从实验室到田间的绿色路径

WRKY9-88aa 多肽的发现，不仅是基础科研突破，更具备明确产业化潜力，可多维度推动农业生产模式升级。

1. 研发环境友好型生物农药

传统化学农药易造成污染、残留及抗药性，而以 WRKY9-88aa 为核心的 多肽类生物农药 有三大优势：

靶标精准：仅作用于作物免疫通路，对益虫、蜜蜂等无毒性；

不易耐药：通过激活植物自身防御，病原菌难通过突变产生抗性；

降解快速：多肽在自然环境中易被微生物降解，无残留风险，符合绿色食品标准。

2. 构建分子育种新策略

通过基因工程技术（如 CRISPR 定点整合），将 circWRKY9 编码序列导入作物基因组，可培育 “自带广谱抗性” 的新品种。该策略无需依赖稀缺天然抗性种质，且可快速应用于水稻、小麦、玉米等主粮及经济作物，大幅缩短育种周期（传统需 5-8 年，该技术可缩至 3-4 年）。

3. 减少化学农药依赖，降本增效

据联合国粮农组织统计，全球每年因病害防治投入的化学农药费用超百亿美元，仍难控损失。若基于 WRKY9-88aa 的抗病品种或生物农药大规模应用，预计可使水稻等作物化学农药使用量减少 30%-40%，既降低农户成本，又减少对生态与农产品质量的影响。

结语

环状 RNA 编码多肽 WRKY9-88aa 的发现，是农业生物技术领域的重要突破 —— 既填补植物环状 RNA 编码功能研究空白，又为作物抗病育种提供 “兼顾抗性、产量与环保” 的方案。随着技术成熟与转化，这一成果有望成为绿色农业发展的 “核心技术之一”，为保障全球粮食安全、减少农业面源污染贡献中国智慧。

参考文献

Zhou G, Yang X, et al. A plant circRNA-encoded peptide confers broad-spectrum virus resistance in rice. New Phytologist. 2025.

来源：氨基酸多肽与酵母科学