14日,國際頂級期刊《細胞》(Cell)在線刊發(fā)西北農(nóng)林科技大學植物免疫團隊歷經(jīng)18年的研究成果。該團隊發(fā)現(xiàn)了小麥中協(xié)助條銹菌感染的感病基因,,并通過敲除感病基因,使得小麥不易遭受條銹菌的侵染,。
西北農(nóng)林科技大學王曉潔教授是該文章通訊作者之一,。據(jù)其介紹,,小麥感病基因的發(fā)現(xiàn)及機理研究兼具理論性突破和生產(chǎn)應用價值,,是提升我國種業(yè)原始自主創(chuàng)新能力的跨越性突破,。“該成果打破了目前小麥主要利用抗病基因育種的傳統(tǒng)思路,,豐富了抗病育種可利用的基因類型,,開辟了小麥生物育種新途徑,為我國現(xiàn)代生物育種和病害綠色防控提供了科技支撐,?!蓖鯐詽嵳f。
自然條件下小麥感染條銹菌,。(西北農(nóng)林科技大學供圖)
小麥是世界種植最廣泛的禾谷類作物之一,,為全球超過25億人口提供主食。然而,,病蟲害常造成小麥產(chǎn)量重大損失,,嚴重威脅糧食安全。小麥條銹病是氣傳性的真菌病害,,具有易傳播流行特性,,是小麥頭號重大生物災害,被稱為小麥“癌癥”,,在全世界小麥種植區(qū)均有發(fā)生,。新中國成立后,我國先后發(fā)生過8次小麥條銹病大流行,。
小麥中條銹病感病基因的工作模式圖,。(西北農(nóng)林科技大學供圖)
小麥條銹病因條銹菌而發(fā)病傳播。該科研團隊聚焦小麥條銹菌寄生特性,,挖掘出全球首個被病菌毒性蛋白利用的小麥感病基因TaPsIPK1——編碼胞質(zhì)類受體蛋白激酶,。利用基因編輯技術(shù),該團隊精準敲除感病基因,,破壞了毒性蛋白和感病基因的識別和互相作用,,形成了小麥對條銹病的抗性。在大田試驗中,,被敲除感病基因的小麥在保持作物主要性狀品質(zhì)的前提下,,展現(xiàn)出了高抗條銹病的特點。(記者 姚友明)