科學(xué)家找到小麥抗條銹病新基因

9月6日，《自然-通訊》雜志在線發(fā)表一個新的小麥抗條銹病基因YrAS2388（國際編號Yr28）。該基因由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授吳佳潔團(tuán)隊(duì)與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教授劉登才團(tuán)隊(duì)、美國愛達(dá)荷大學(xué)教授付道林團(tuán)隊(duì)等共同克隆成功。他們對其影響小麥條銹病抗性的分子機(jī)制進(jìn)行了深入研究。

小麥條銹病俗稱“黃疸病”，是一種發(fā)生普遍、蔓延迅速、危害巨大的真菌病害，其損傷小麥葉片功能、限制小麥籽粒發(fā)育，嚴(yán)重年份可造成40%的減產(chǎn)，并顯著降低小麥籽粒品質(zhì)。據(jù)了解，受遺傳基礎(chǔ)狹窄、條銹病抗源匱乏等特點(diǎn)的影響。近年來，我國小麥條銹病呈現(xiàn)逐年加重的趨勢，對國家糧食安全造成嚴(yán)重威脅。

吳佳潔等科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十年，從小麥D基因組祖先節(jié)節(jié)麥中獲得了抗條銹病基因YrAS2388。與已知抗病基因不同的是，YrAS2388具有重復(fù)的3'非編碼區(qū)并產(chǎn)生5種或更多的轉(zhuǎn)錄本。這些轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)受溫度及病原菌侵染的影響，而且其所編碼的蛋白質(zhì)之間存在互作。該基因通過調(diào)整不同轉(zhuǎn)錄本的富集水平和編碼蛋白的互作模式，來應(yīng)對病原菌侵染，有效控制小麥的抗條銹病水平。

抗條銹病基因YrAS2388只在節(jié)節(jié)麥和由節(jié)節(jié)麥創(chuàng)制的人工合成小麥中存在，而在普通小麥及其他麥族物種中未檢測到，因此該基因在今后的小麥育種中具有重要的利用價值。研究人員根據(jù)該基因序列開發(fā)了功能標(biāo)記，利用這些標(biāo)記可實(shí)現(xiàn)YrAS2388的分子輔助選擇，加速該基因向小麥品種中的轉(zhuǎn)移利用。

吳佳潔告訴《中國科學(xué)報》，該研究成果拓寬了小麥遺傳基礎(chǔ)，為改良小麥和大麥等作物的抗條銹病水平提供了新的基因資源，同時也為預(yù)防病害流行提供了新的“基因疫苗”。

“獲得新型抗條銹病基因并用于小麥抗病育種，對于我國小麥糧食安全具有重要的意義?！眳羌褲嵳f，其有效利用，將對麥類作物的安全生產(chǎn)具有重要意義。