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(gè)新優(yōu)勢小種，導(dǎo)致全球小麥年減產(chǎn)約10%。“這項(xiàng)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(xué)植物免疫研究團(tuán)隊(duì)教授康振生表示。
研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)5年，通過對(duì)近4.7萬份田間數(shù)據(jù)的深度挖掘，構(gòu)建了涵蓋2191份全球小麥種質(zhì)的“綜合抗源”核心資源庫。以此為基礎(chǔ)，團(tuán)隊(duì)首次繪制出覆蓋431個(gè)遺傳位點(diǎn)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(shí)空分布特征。
在篩選后的559個(gè)與抗條銹病相關(guān)的候選基因中，研究團(tuán)隊(duì)成功驗(yàn)證了3個(gè)突破性抗條銹病基因的應(yīng)用價(jià)值。其中，Yr5x基因?qū)Ξ?dāng)前流行的新型強(qiáng)毒菌株表現(xiàn)出顯著抗性；Yr6/Pm1基因首次實(shí)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(jī)制；尤為重要的是，YrKB基因在抵御條銹病和葉銹病的同時(shí)，首次實(shí)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(xué)界百年的抗病基因布局難題。”西北農(nóng)林科技大學(xué)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(dāng)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(gè)主產(chǎn)區(qū)開展田間試驗(yàn)，為減少農(nóng)藥使用、保障糧食安全提供科技支撐。
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