記者從西北農(nóng)林科技大學獲悉,該校研究團隊聯(lián)合中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所等單位,面對小麥條銹病菌不斷變異的世界性難題,成功繪制全球首張小麥抗條銹病基因全景圖譜,從全球尺度構(gòu)建小麥條銹病“綜合抗源”核心資源庫。這項為小麥育種提供“基因?qū)Ш健钡耐黄菩匝芯,標志著我國在小麥病害防控基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得引領(lǐng)性突破。相關(guān)研究成果23日發(fā)表在國際期刊《自然·遺傳學》上。
小麥條銹病素有“小麥癌癥”之稱,其病原菌平均每5年產(chǎn)生一個新優(yōu)勢小種,導致全球小麥年減產(chǎn)約10%!斑@項研究首次系統(tǒng)揭示了抗病基因與病原菌流行演化的百年互作規(guī)律!敝袊こ淘涸菏俊⑽鞅鞭r(nóng)林科技大學植物免疫研究團隊教授康振生表示。
研究團隊歷時5年,通過對近4.7萬份田間數(shù)據(jù)的深度挖掘,構(gòu)建了涵蓋2191份全球小麥種質(zhì)的“綜合抗源”核心資源庫。以此為基礎(chǔ),團隊首次繪制出覆蓋431個遺傳位點的小麥基因組抗條銹病基因全景圖,清晰展現(xiàn)出抗性基因在全球麥區(qū)的時空分布特征。
在篩選后的559個與抗條銹病相關(guān)的候選基因中,研究團隊成功驗證了3個突破性抗條銹病基因的應(yīng)用價值。其中,Yr5x基因?qū)Ξ斍傲餍械男滦蛷姸揪瓯憩F(xiàn)出顯著抗性;Yr6/Pm1基因首次實現(xiàn)條銹病與白粉病的雙重防控,揭示了作物廣譜抗病的新機制;尤為重要的是,YrKB基因在抵御條銹病和葉銹病的同時,首次實現(xiàn)了抗病性與產(chǎn)量的協(xié)同提升。
“這張圖譜破解了困擾學界百年的抗病基因布局難題。”西北農(nóng)林科技大學教授韓德俊表示,研究發(fā)現(xiàn)的抗條銹病基因組合,有望將小麥品種的抗病壽命從當前的3—5年,延長至10年以上。目前攜帶新基因的育種材料已在多個主產(chǎn)區(qū)開展田間試驗,為減少農(nóng)藥使用、保障糧食安全提供科技支撐。