中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院克隆首個小麥隱性抗病毒基因

本刊通訊員 顧名

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所小麥大麥優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用創(chuàng)新團隊成功證實了首個小麥隱性抗病毒基因，對土壤傳播的小麥黃花葉病具有抗病性。

據(jù)研究員介紹，黃花葉病是小麥、大麥等麥類作物的主要病毒病害。專性寄生的植物病毒必須依賴宿主因子輔助完成病毒自身的生命過程，編碼宿主因子的基因突變或者缺失，可賦予植物對病毒的隱性抗病性。普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼w植物，彼此序列高度相似且功能冗余。推測多倍體物種中同源基因的功能冗余，掩蓋了單個或部分同源基因變異引起的抗病遺傳效應(yīng)，使得多倍體物種中隱性抗病毒基因少有報道。

該團隊通過基因編輯技術(shù)創(chuàng)制了TaPDIL5-1在A、B、D亞基因組上的小麥基因編輯材料。通過人工雜交和分子標(biāo)記輔助選擇，構(gòu)建了TaPDIL5-1三個拷貝均被編輯的三突變體株系，以及分別敲除單個或者兩個拷貝的單、雙突變體株系。接種病毒發(fā)現(xiàn)，三突變體材料表現(xiàn)出對小麥黃花葉病毒的完全抗病性，單突變體或雙突變體仍感病。且三突變體材料與未編輯的野生型比較，株高、抽穗期、穗長、穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗密度、粒長、粒寬、千粒重等九個農(nóng)藝性狀均沒有顯著差異。由此證實，TaPDIL5-1作為感病宿主因子參與小麥黃花葉病毒感染，通過基因編輯主栽小麥品種中該基因，可以改良品種對小麥黃花葉病的抗病性。文章評審專家認(rèn)為該研究克隆了首個小麥抗病毒基因，也證實通過基因編輯技術(shù)可以創(chuàng)制隱性抗病毒材料，為多倍體物種中隱性抗病基因的發(fā)掘和創(chuàng)新利用提供了新路徑。