小⻨是我国主要粮⻝作物，其健康⽣⻓对保障粮⻝安全⾄关重要。然⽽，具有⾼度破坏性的⽩粉病每年危害我国⼀亿亩左右的小⻨，严重影响产量和品质。近日，科学家图位克隆了野⽣⼆粒小⻨来源的新型⼴谱抗病基因WTK7-TM，表明能够抵抗⽬前已知的所有小⻨⽩粉菌，具有重⼤育种应⽤价值，为培育小⻨抗病新品种带来了新希望。
当下，正是小⻨⽣⻓旺季，有些地⽅原本绿油油的叶⽚正变得“⽩花花”，牵动着农⺠和科学家的⼼。
这是小⻨“患上”了⾼度破坏性的⽩粉病，它每年可危害我国⼀亿亩左右的小⻨。提⾼小⻨的⽩粉病抗性，尤其是⼴谱抗性，是当前小⻨抗病育种领域的重要任务和挑战。近日，中国科学院遗传与发育⽣物学研究所研究员刘志勇、赵⽟胜团队在《⾃然-通讯》发表最新研究成果，历经20年，他们图位克隆了野⽣⼆粒小⻨来源新型⼴谱抗病基因WTK7-TM，能够抵抗所有小⻨⽩粉菌，具有重⼤育种应⽤价值，为培育小⻨抗病新品种带来了新希望。
“众⾥寻他千百度”野⽣⼆粒小⻨是普通小⻨的野⽣祖先种，起源于中东“新⽉沃⼟”地区。⽬前依然⼴泛分布于其周边地区，经历了⻓期复杂的环境演变，积累了丰富的遗传多样性，是现代小⻨抗病遗传改良的宝贵资源。读书期间，刘志勇跟着博⼠⽣导师杨作⺠、孙其信团队⼀起，从400多份野⽣⼆粒小⻨种质资源中筛选出⼀份编号为“I222”的材料，其对小⻨⽩粉病具有优异抗性。
科研⼈员将其抗⽩粉病基因成功导⼊普通小⻨中，创制出抗病新种质“3D232”，发现其对我国不同小⻨⽣态区的所有104个⽩粉菌⽣理⼩种均表现免疫或⾼抗。
从2005年开始，科研团队对“3D232”中的抗⽩粉病基因进⾏遗传分析，明确了“3D232”中携带⼀个显性主效抗⽩粉病基因Pm36，为我国小⻨抗⽩粉病品种培育寻到了优异的新基因资源。
“⼭重⽔复疑⽆路”找到基因是第⼀步，接下来还需要精准定位，可这犹如“⼤海捞针”。在缺乏小⻨基因组序列的年代，团队利⽤与抗⽩粉病基因紧密连锁和共分离的分⼦标记筛选当时实验室现有的⼀个野⽣⼆粒小⻨细菌⼈⼯染⾊体BAC⽂库，经过不断测试研究，共预测出8个蛋⽩质编码基因。
原本以为看到了“曙光”，可当经过对这8个基因的序列在抗病和感病材料以及野⽣⼆粒小⻨中进⾏序列⽐较和关联分析，排除了其中4个基因是抗⽩粉病基因的可能性，另外4个基因中也只有2个表达，故⽽将其作为候选基因进⾏了克隆、转基因载体构建和遗传转化。但让⼈失望的是，这两个基因的转基因材料均没有⽩粉病抗性，研究⼀度陷⼊了困境。
“柳暗花明⼜⼀村”研究团队⼀直没有放弃该研究项⽬，随着基因组测序技术不断更新换代，他们采⽤最新的第三代PacBio测序技术，直接对携带抗⽩粉病基因Pm36的野⽣⼆粒小⻨渗⼊系进⾏了基因组测序。
研究发现，Pm36基因所在基因组区段存在⼤⽚段的序列插⼊和结构变异，可注释出9个新的基因，其中⼀个被验证了其抗⽩粉病功能。
这是一个历经⼆⼗年的接续奋⽃，研究团队历经6位硕⼠、博⼠研究⽣和博⼠后，终于成功克隆了“3D232”中的⼴谱抗⽩粉病基因Pm36，其编码⼀个新型的具有跨膜结构域的串联激酶（WTK7-TM）蛋⽩。基因溯源分析发现，Pm36基因仅稀有地分布在野⽣⼆粒小⻨中，⽽不存在于栽培⼆粒小⻨、硬粒小⻨和普通小⻨中，说明该基因并未参与到小⻨的进化过程，在现代小⻨基因库中是缺失的。
科学研究真正解决⽼百姓的难题，是科学家的最终梦想。他们把技术拿到⽥间地头“试验”。科研⼈员发现，我国⻩淮小⻨主产区⾮常缺乏优异的抗⽩粉病基因。
他们利⽤分⼦标记选择与常规育种技术相结合，将野⽣⼆粒小⻨来源的Pm36这⼀古⽼抗⽩粉病基因导⼊到我国济⻨、周⻨、中⻨、⽯⻨、农⼤、中科等系列小⻨主栽品种中，通过抗病性鉴定、分⼦标记检测、⼩区产量性状评价，成功创制出产量和主要农艺性状与主栽品种相当，⽩粉病免疫或⾼抗的小⻨新种质“ZKPm36”，为培育⼴谱抗⽩粉病小⻨新品种提供了重要的基因资源和理论基础。
⽬前，“ZKPm36”新种质材料已提供给国内的部分小⻨育种单位进⾏⾼产抗⽩粉病新品种培育，为我国小⻨安全⽣产建⽴起抗病的安全屏障，为减少农药使⽤，保护环境，绿⾊农业发展作出重要贡献。