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中外学者Science解析对抗致死真菌的新基因

2013.6.27

  来自澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO),中国农业科学院等处的研究人员发表了题为“The Gene Sr33, an Ortholog of Barley Mla Genes, Encodes Resistance to Wheat Stem Rust Race Ug99”的文章,证明了一种称为Sr33的基因能对抗世界上迄今为止危害小麦的最大威胁——Ug99真菌,指出这种基因能提供针对这种致死性真菌疾病的抵抗力。相关成果公布在Science杂志上。

  Ug99真菌是世界上迄今为止危害小麦的最大威胁,这种真菌,亦称为小麦秆锈病菌,是1999年在乌干达(Uganda)发现的,现已蔓延到东非和中东地区。虽然其他锈病仅部分影响小麦产量,但Ug99真菌却能导致整块麦田颗粒无收。这种锈病也会危害大麦和黑麦。

  去年美国等处的研究人员完成了小麦基因组的测序工作,这项工作的目的之一就是希望能找到合适的工具,或基因,能够让小麦抵御Ug99菌性病害,这样就可以在这种基因很强的作物与拥有其他优良性状的作物之间进行传统杂交育种。

  相关的研究表明有两种基因能抗秆锈病,它们就是Sr35基因和Sr33基因,美国加州大学的研究人员已经绘制了前者的图谱,并分析了其特点。指出与该基因相关的候选基因都可用于加速培育具有Sr35基因的小麦品种。通过Sr35基因与其他抗性基因的组合,可以实现对Ug99真菌稳定的抗性。

  在这篇文章中,研究人员则发现Sr33基因对抗Ug99真菌的能力虽然不如Sr35,但是这种基因还具有针对多种Ug99衍生物的抵抗力。研究人员通过分离Sr33基因编码的蛋白,表明这种基因具有抗病蛋白的典型特征。

  同期Science杂志也公布了另外一项关于Sr35基因的研究成果,研究人员发现带有Sr35基因的小麦不会表现出对秆锈病的易感性。这两项研究均表明研究人员可以利用这两种基因工具,设计表达Sr33和Sr35的小麦品种,这样就能克服Ug99真菌的影响。

  此前美国科学家已经开发出30个小麦品系,每个品系都有四、五个能够抗御Ug99真菌的基因,这些基因已被纳入不同的组合。但是研究人员表示,多个抗病基因才能减缓这种真菌侵入,因此育种专家希望能开发出来多种小麦新品种。

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