植物中的抗性基因通過允許植物感知病原微生物並在感知時激活對它們的防禦作用來提供保護（Nature Biotechnology | 最新研究揭示轉多基因賦予小麥對病原真菌的廣譜抗性！）。但是，單一的抗性基因通常只會對抗有限範圍的病原體種族，並且可以被新的變異體克服。我們面臨的挑戰是尋找新的抗性基因，以提供針對最廣泛的病原體及其變體的保護，從而在持續的進化軍備競賽中贏得時間。
一個國際研究團隊在與臭名昭著的馬鈴薯晚疫病(Phytophthora infestans)的持續進化軍備競賽中遭受了重要打擊。這種病害在19世紀40年代造成了愛爾蘭的馬鈴薯饑荒，如今仍在繼續降低馬鈴薯的產量，並可能導致毀滅性的損失。
在光果龍葵（Solanum americanum）植物中發現了一個新基因及其親緣基因，似乎可以使馬鈴薯對所有的P.infestans種族產生抵抗力。有關新的Rpi-amr1基因的研究論文今天在國際權威學術期刊Nature Plants上發表，題為A complex resistance locus in Solanum americanum recognizes a conserved Phytophthora effector。來自英國諾維奇塞恩斯伯裡實驗室（Science is the lifestyle! 走進英國塞恩斯伯裡實驗室 (TSL)！）的Jonathan Jones教授（Jonathan Jones 課題組點評：RNA剪接—新型的病原菌效應蛋白靶標）和Sophien Kamoun教授（塞恩斯伯裡實驗室Sophien Kamoun課題組解讀植物如何誘騙病原菌）與WUR的Vivianne Vleeshouwers教授以及John Innes中心、慕尼黑工業大學以及東英吉利大學、利茲大學和赫爾大學的其他人進行了密切合作。
為了應對這一挑戰，來自英國塞恩斯伯裡實驗室的研究人員及其來自其他機構的合作者探索了與馬鈴薯相關的多種野生茄科植物抗性基因的多樣性。他們發現，廣泛種植的野生植物Solanum nigrum（龍葵）的祖先光果龍葵是抗晚疫病的新抗性基因的極好來源。在他們的研究中，他們報告了抗性基因Rpi-amr1及其許多變體。儘管序列差異高達10％，每個Rpi-amr1變體仍使植物能夠檢測出晚疫病的相同效應蛋白，從而提供了對病害的保護。
晚疫病菌株攜帶兩種相關的效應蛋白，這兩種蛋白都被大多數Rpi-amr1變體識別。這很重要，因為病原體會通過進化損失或大幅修改其效應蛋白來克服抗性。同時丟失或修飾幾種效應蛋白的機率較低。Rpi-amr1賦予了對所有19種測試致病疫黴菌株的抗性。
在商業馬鈴薯Maris Piper中，Rpi-amr1抗性基因與其他兩個抗性基因Rpi-amr3和Rpi-vnt1結合在一起。由此產生的馬鈴薯品系對非常廣泛的致病疫黴品種具有免疫力。如果沒有協作創造的附加價值，就不可能進行這項工作。
圖1：基於圖的Rpi-amr1克隆及其對疫黴的抗性圖2：瞬時測定中的Rpi-amr1同源基因及其表型圖3：Rpi-amr1和Avramr1同源基因的差異識別植物生物技術Pbj 交流群
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