科技日報西安7月23日電 （記者王禹涵 通訊員侯國超）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“基因導航”的突破性研究，標志著我國在小麥病害防控基礎研究領域取得引領性突破。相關研究成果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%。“這項研究首次系統(tǒng)揭示了抗病基因與病原菌流行演化的百年互作規(guī)律。”中國工程院院士、西北農(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，構建了涵蓋2191份全球小麥種質的“綜合抗源”核心資源庫。以此為基礎，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用價值。其中，Yr5x基因對當前流行的新型強毒菌株表現(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。
