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(dǎo)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(xué)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(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(guān)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(yīng)用價值。其中，Yr5x基因?qū)Ξ?dāng)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(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。
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