植物科學(xué)家確定基因以對(duì)抗致殘的小麥病

克隆抗性基因以消除小麥瘡痂病的重大突破 - 一種導(dǎo)致作物產(chǎn)量急劇下降的廣泛疾病以及全球每年數(shù)百萬(wàn)美元的損失 - 由包括Nidhi Rawat在內(nèi)的多機(jī)構(gòu)研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)，馬里蘭大學(xué)農(nóng)業(yè)與自然資源學(xué)院助理教授，華盛頓州立大學(xué)農(nóng)作物與土壤科學(xué)系副教授Michael O. Pumphrey，他們共同完成了大部分實(shí)驗(yàn)工作。

這一發(fā)現(xiàn)對(duì)未來(lái)具有廣泛的意義，因?yàn)樗粌H是小麥瘡痂病的一種有希望的抗性來(lái)源，而且是受到被稱為鐮刀菌(Fusarium graminearum)的真菌病原體影響的各種類似寄主植物。最終，一旦知道了基因作用的性質(zhì)，這些發(fā)現(xiàn)就可以用于控制導(dǎo)致葫蘆，番茄和馬鈴薯腐爛的其他鐮刀菌種類。

禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum)產(chǎn)生的毒素使受感染的作物不適合人類和動(dòng)物消費(fèi)。明尼蘇達(dá)大學(xué)小麥育種和遺傳學(xué)教授詹姆斯安德森說(shuō)，在美國(guó)，加拿大，歐洲，亞洲和南美洲，該病的流行頻繁發(fā)生。

從歷史上看，小麥瘡痂病 - 也稱為鐮刀菌枯萎病 - 一直是一個(gè)非常難以解決的問(wèn)題。20年的研究，包括來(lái)自中國(guó)和美國(guó)幾所大學(xué)的科學(xué)家的投入，產(chǎn)生結(jié)果的速度很慢，僅在一組中國(guó)當(dāng)?shù)刂参镏邪l(fā)現(xiàn)了抗性。到目前為止，人們對(duì)Fhb1基因及其提供廣譜抗性的能力一無(wú)所知。多校區(qū)團(tuán)隊(duì)，包括來(lái)自堪薩斯州立大學(xué)和明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員，使用先進(jìn)的小麥基因組測(cè)序技術(shù)來(lái)分離該基因。既然已知抗性的DNA來(lái)源，那么需要數(shù)年才能復(fù)制的過(guò)程可以在診斷實(shí)驗(yàn)室中以更快的方式完成。該團(tuán)隊(duì)最近在Nature Genetics上發(fā)表了他們的工作。

“經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的Fusarium Head Blight研究過(guò)程，我們很高興能夠找到一個(gè)解決方案來(lái)幫助國(guó)際農(nóng)業(yè)社區(qū)對(duì)抗這種毀滅性疾病，”Rawat博士說(shuō)。“Fhb1是非常特殊的，因?yàn)榈侥壳盀橹怪挥猩贁?shù)廣譜抗性基因被克隆以提供多種病原體抗性.Fhb1的耐久性和適用性將其歸入一個(gè)類別，我們必須學(xué)會(huì)如何適當(dāng)?shù)乩盟?ldquo;。

展望未來(lái)，拉瓦特及其同事將致力于利用Fhb1來(lái)解決病原體引起的多種疾病。研究將涉及通過(guò)育種，轉(zhuǎn)基因，順式和基因組編輯技術(shù)優(yōu)化對(duì)鐮刀菌感染的其他作物的抗性轉(zhuǎn)移。

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