基因缺失让小麦抵御赤霉病

作者: 唐凤

来源: 中国科学报

发布日期: 2019-06-14

研究人员发现,通过调控TaHRC基因序列,可以提高小麦对赤霉病(FHB)的抗性。这一发现为通过生物工程方法提高小麦及其他谷类作物的抗病性开辟了新途径。

小麦赤霉病(FHB)是一种危害全球小麦生产的破坏性病害,主要由禾本科镰刀菌引起。直接发生在小麦穗上,严重流行时可造成粮食产量的完全损失。此外,由此产生的霉菌毒素是人类食品和动物饲料的首要安全问题之一。而气候和种植制度的变化使FHB流行更加频繁和严重,甚至波及到以前没有报告FHB的地区。因此,培育抗FHB品种是减少损失的最有效策略之一。

Fhb1对FHB抗性具有最稳定和最大的影响,而编码富含组氨酸钙结合蛋白的TaHRC是Fhb1的候选基因。研究人员证明了TaHRC编码了一种具有FHB易感性的核蛋白,而跨越该基因起始密码子的缺失导致了FHB抗性。此外,不同对象中TaHRC-R等位基因序列相同,表明Fhb1具有同一来源。同时,系统发育和单倍型分析表明,TaHRC-R等位基因极有可能来自携带大红袍单倍型的一个系。

这一发现为通过生物工程方法调控TaHRC序列,提高小麦(可能还有其他谷类作物)对FHB的抗性开辟了一条新途径。但研究人员也表示,FHB耐药是由多个基因控制的,其他小抗性数量性状位点应与Fhb1结合使用,以达到较高的FHB抗性水平。

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