新型抗小麥白粉病基因被找到—新聞—科學網

2020-12-05 科學網

 

小麥白粉病是嚴重威脅我國小麥生產的重要病害之一。推廣抗病品種是防治該病最經濟有效的措施，育種上主要利用全生育期抗性及成株期抗性基因。然而單一抗源抗性的頻繁喪失，使育種工作總是在被動地追趕病原菌小種的變化，嚴重製約著小麥產量和品質水平的進一步提高。因此，需要發掘新類型抗源，以獲得持久抗性。

近日，《作物學報》在線發表了南京農業大學作物遺傳與種質創新國家重點實驗室小麥分子細胞遺傳育種團隊的文章，報導了從簇毛麥中發現一種新類型抗小麥白粉病基因Pm67。

二倍體簇毛麥是小麥野生近緣屬種，攜帶許多優異基因，是小麥遺傳改良重要的三級基因資源庫。南京農業大學小麥分子細胞遺傳育種團隊長期致力於利用二倍體簇毛麥基因組發掘小麥優質、高產、抗病和耐逆基因。綜合利用分子細胞學技術，選育出了一批小麥—簇毛麥V基因組滲入系材料，並從中發掘出了多個小麥優質、高產和抗病基因。

其中，全生育期廣譜抗白粉病基因Pm21、基於生育期和組織差異抗白粉病基因Pm55及成株期抗白粉病基因Pm62分別以補償性易位系的方式轉入到不同小麥背景，多個育種單位已用於抗白粉病遺傳改良。

最近，該團隊又從源自義大利簇毛麥01I140的1V染色體上發現一個新的抗白粉病基因Pm67，通過創製1V染色體結構變異體，將Pm67物理定位於1VS末端。

不同發育時期白粉病抗性鑑定及菌絲髮育微觀觀察發現，攜帶Pm67的材料在拔節期以前對白粉菌混合生理小種近免疫，成株期（灌漿期）葉片出現白粉菌菌絲，但未發育出分生孢子，而其他組織部位仍近免疫水平。因此，Pm67在不同組織對病原菌的抗性層次不同（葉鞘和穗部抗性水平大於葉片），是組織差異抗性類型基因，為深入研究白粉菌與寄主的互作關係提供了新材料。Pm67與該團隊之前發現的另一組織差異抗性基因Pm55（葉片抗性水平大於葉鞘和穗部）聚合後，達到全生育期近免疫水平。組織差異抗性類型基因對病原菌生理小種選擇壓力小，為培育持久抗性品種提供了新抗源。

另外，攜帶Pm67的1DL.1VS易位系農藝性狀優良，1VS上還額外攜帶簇毛麥高分子量麥谷蛋白亞基位點（Glu-V1），1DL.1VS易位染色體導入不同小麥遺傳背景均能顯著提高麵筋強度和麵包烘培品質。因此，1DL.1VS易位系在小麥品質及抗病育種改良中也具有較高應用價值。

目前研究者對Pm67正開展精細定位和圖位克隆工作，將深入開展該基因的抗病機制及育種利用研究。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cj.2020.09.012

 

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